In Februar 2016 , Wissenschaftler aus der Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorium (LIGO) gab den ersten Nachweis von . bekannt Gravitationswellen . Etwas mehr als ein Jahrhundert, nachdem sie zum ersten Mal von vorhergesagt wurden Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie , hatten wir endlich den Beweis, dass dieses Phänomen existiert. In August 2017 , kam es zu einem weiteren großen Durchbruch, als LIGO Wellen entdeckte, von denen angenommen wurde, dass sie durch eine Neutronensternverschmelzung verursacht wurden.
Kurz darauf haben Wissenschaftler von LIGO, Fortgeschrittene Jungfrau , und der Fermi Gammastrahlen-Weltraumteleskop konnten bestimmen, wo am Himmel die Neutronensternverschmelzung stattfand. Während sich viele Studien auf die Nebenprodukte dieser Fusion konzentriert haben, a neue Studie von Forschern der Trinity University, der University of Texas at Austin und Eureka Scientific , hat sich entschieden, sich auf den Überrest zu konzentrieren, von dem sie behaupten, dass es sich um ein Schwarzes Loch handelt.
Ihrer Studie zuliebe, die kürzlich unter dem Titel „ GW170817 hat höchstwahrscheinlich ein schwarzes Loch gemacht “ konsultierte das Team Daten von der Chandra Röntgenobservatorium zu untersuchen, was aus der Supernova-Fusion resultierte. Diese Daten wurden während der Beobachtungen des Direktors zur freien Zeit am 3. und 6. Dezember 2017, etwa 108 Tage nach der Verschmelzung, erhoben.
Diese Daten zeigten einen Anstieg der Lichtkurve im Röntgenband, der mit dem Anstieg des Radioflusses kompatibel war, der in einer früheren Studie desselben Teams berichtet wurde. Diese kombinierten Ergebnisse deuten darauf hin, dass Radio- und Röntgenstrahlung von derselben Quelle erzeugt wurden und dass die ansteigende Lichtkurve, die der Verschmelzung folgte, wahrscheinlich auf eine Zunahme beschleunigter geladener Teilchen im externen Schock zurückzuführen war – der Region, in der ein Ausfluss Gas wechselwirkt mit dem interstellaren Medium.
Wie sie in ihrer Studie andeuten, könnte dies entweder durch die Entstehung eines massereicheren Neutronensterns oder eines Schwarzen Lochs erklärt werden:
„Die Verschmelzung zweier Neutronensterne mit einer Masse von 1,48 ± 0,12 M und 1,26 ± 0,1 M – wobei das verschmolzene Objekt eine Masse von 2,74 +0,04-0,01 M hat … könnte entweder zu einem Neutronenstern oder einem Schwarzen Loch führen. Es könnte auch eine Trümmerscheibe geben, die sich im Laufe der Zeit auf dem zentralen Objekt anlagert und die Quelle von keV-Röntgenstrahlen sein könnte.“
Das Team schloss auch verschiedene Möglichkeiten aus, was diesen Anstieg der Röntgenleuchtkraft erklären könnte. Im Grunde kamen sie zu dem Schluss, dass die Röntgenphotonen nicht von einer Trümmerscheibe stammten, die bei der Verschmelzung der beiden Neutronensterne übrig geblieben wäre. Sie schlossen auch, dass sie nicht durch einen relativistischen Jet erzeugt werden würden, der aus dem Überrest spuckt, da der Fluss nach 102 Tagen viel geringer sein würde.
Kollisionen von Neutronensternen erzeugen starke Gammablitze – und schwere Elemente wie Gold. Bildnachweis: Dana Berry, SkyWorks Digital, Inc.
All dies deutete darauf hin, dass es sich bei dem Überrest eher um ein Schwarzes Loch als um einen hypermassiven Neutronenstern handelte. Wie sie erklärten:
„Wir zeigen als nächstes, dass, wenn das verschmolzene Objekt ein hypermassiver Neutronenstern mit einem starken Magnetfeld wäre, die mit der Dipolstrahlung verbundene Röntgenleuchtkraft größer wäre als die beobachtete Leuchtkraft 10 Tage nach dem Ereignis, aber viel kleiner als der beobachtete Fluss bei t ~ 100 Tagen. Dies spricht gegen die Bildung eines hypermassiven Neutronensterns bei dieser Verschmelzung.“
Zu guter Letzt betrachteten sie die Röntgen- und Radioemissionen, die rund 100 Tage nach der Fusion vorhanden waren. Diese, so behaupten sie, lassen sich am besten durch anhaltende Emissionen erklären, die aus dem durch die Fusion verursachten Schock (und nicht dem Überrest selbst) stammen, da sich diese Emissionen weiterhin im interstellaren Medium um den Überrest herum ausbreiten würden. In Kombination mit frühen Röntgendaten deutet dies alles darauf hin, dass GW170817 jetzt ein Schwarzes Loch ist.
Der erstmalige Nachweis von Gravitationswellen läutete eine neue Ära in der astronomischen Forschung ein. Seitdem profitieren auch Observatorien wie LIGO, Advanced Virgo und GEO 600 vom Informationsaustausch und neuen Studien, die darauf hindeuten, dass Fusionen sind häufiger als bisher angenommen , und dass Schwerewellen verwendet werden könnten, um das Innere von Supernovae untersuchen .
Mit dieser neuesten Studie haben Wissenschaftler gelernt, dass sie nicht nur die Wellen erkennen können, die durch die Verschmelzung von Schwarzen Löchern verursacht werden, sondern sogar deren Entstehung. Gleichzeitig zeigt es, wie die Erforschung des Universums wächst. Die Astronomie schreitet nicht nur so weit voran, dass wir immer mehr vom sichtbaren Universum studieren können, sondern auch vom unsichtbaren Universum.