Die Gravitationswellenantennen LIGO und Virgo zeichneten während der dritten Beobachtungssitzung 23 Ereignisse auf. Die geschätzten Parameter deuten auf eine Verschmelzung eines Neutronensterns mit einem Schwarzen Loch hin. Anscheinend wurde der Stern vollständig absorbiert, da die Wahrscheinlichkeit der Existenz seines Überrests weniger als ein Prozent beträgt. Die Registrierungsnachricht wurde auf der Website der Gravitationsereignisdatenbank veröffentlicht.
Gravitationswellen sind periodische Störungen der Raumzeit, die von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie vorhergesagt wurden. Sie entstehen bei allen beschleunigten Massenbewegungen ohne strikte Rotationssymmetrie, aber aufgrund der Schwäche der Gravitationswechselwirkung entstehen relativ starke Schwingungen nur bei der schnellen Bewegung großer Massen, wie Neutronensterne und Schwarze Löcher.
Die erste zuverlässige Registrierung von Gravitationswellen erfolgte am 14. September 2015, die wenige Monate später öffentlich bekannt gegeben wurde. Insgesamt wurden über 30 Ereignisse aufgezeichnet, die meisten davon - Verschmelzungen von Körpern mit Massen von Dutzenden von Sonnen, die nach modernen Konzepten nur Schwarze Löcher sein können. In einem Fall war es auch möglich, eine Welle aus einer Verschmelzung von Neutronensternen einzufangen, was durch Beobachtungen mit gewöhnlichen Teleskopen bestätigt wurde.
Neutronensterne und Schwarze Löcher sind das Endprodukt der Entwicklung massereicher Leuchten. Für Neutronensterne sollte es eine maximale Masse geben, nach der der Druck entarteter Neutronen, die ihre Stabilität bewahren, der Schwerkraft nicht standhalten sollte. Moderne Schätzungen weisen für einen nicht rotierenden Körper auf einen Wert in der Größenordnung von 2,6 Sonnenmassen hin. Andererseits gilt die Entstehung von Schwarzen Löchern mit Massen von weniger als wenigen Sonnenmassen bei Supernova-Explosionen als unwahrscheinlich.
Astronomen nennen den Bereich von 3 bis 5 Sonnenmassen eine "Massenlücke", weil es weniger Röntgendoppelsterne gibt, deren kompakte Komponente sowohl ein Schwarzes Loch als auch ein Neutronenstern sein kann. Mikrolinsen-Daten unterstützen jedoch nicht das Vorhandensein eines echten Einbruchs in der Massenverteilung in diesem Intervall. Aus theoretischer Sicht ist diese Frage wichtig, da sich hier hypothetische Quarksterne befinden können. Auch die Bestätigung des Vorhandenseins einer Massenlücke kann auf grundlegende Unterschiede in den Mechanismen von Supernova-Explosionen hinweisen, bei denen Neutronensterne und Schwarze Löcher geboren werden.
Klassifizierung von Ereignissen in Abhängigkeit von der geschätzten Masse der Komponenten. Die Körper werden in absteigender Reihenfolge der Masse nummeriert, sodass der erste immer schwerer ist. BNS - Doppelneutronenstern, MassGap - mindestens eine Komponente stammte aus einer Massenlücke, BBH - Doppeltes Schwarzes Loch, NSBH - Schwarzes Loch und Neutronenstern
In der Nacht vom 14. auf den 15. August, Moskauer Zeit, registrierten Gravitationsantennen ein neues Ereignis S190814bv, das die 23. zuversichtliche Registrierung in der neuen Beobachtungssaison war. Diese Welle mit hohem Signal-Rausch-Verhältnis wurde von allen drei funktionierenden Antennen wahrgenommen, wodurch eine extrem hochwertige Lokalisierung erzielt wurde: Mit 90-prozentiger Wahrscheinlichkeit kam das Ereignis aus einem Bereich von nur 23 Quadratgrad.
Frühe Parameterschätzungen deuteten auf die Beteiligung von mindestens einem Objekt aus der Massenlücke hin, aber die anschließende Analyse deutete auf eine Kollision von grundlegend unterschiedlichen Objekten hin. Das April-Ereignis S190426c wurde für einen ähnlichen Prozess gehalten, aber die anschließende Analyse zeigte eine überwiegende Wahrscheinlichkeit von Neutronenstern-Verschmelzungen, obwohl kein zuverlässiges elektromagnetisches Signal empfangen wurde. Momentan sind auch keine Signale in anderen Kanälen für das Ereignis S190814bv registriert.
Wir haben ein ausführliches Material in Form von Fragen und Antworten zu allem, was Sie über Gravitationswellen wissen müssen, veröffentlicht - "Auf dem Kamm des metrischen Tensors". Über Registrierungsmethoden und technische Probleme haben wir im Text "Anspitzer für einen Quantenstift" geschrieben.
