Undersøgelse tyder på, at døende stjerner giver nyfødte sorte huller et hurtigt spark

Ny information hentet fra gravitationsbølgeobservationer hjælper videnskabsmænd med at forstå, hvad der sker, når massive stjerner dør og forvandles til sorte huller.

Rochester Institute of Technology-forsker Richard O'Shaughnessy og samarbejdspartnere genanalyserede de sammensmeltede sorte huller, der blev opdaget af LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) den 26. december, 2016.

"I det væsentlige ved at bruge førsteårsfysik, vi fik ny indsigt om de mest voldelige begivenheder i universet, " sagde O'Shaughnessy, lektor på RITs Matematiske Fagskole. Han er også forsker i RIT's Center for Computational Relativity and Gravitation og medlem af LIGO Scientific Collaboration.

O'Shaughnessy præsenterede sine forskningsresultater på mødet i American Astronomical Society den 5. juni i Austin, Texas. Fysiske anmeldelsesbreve har accepteret et papir medforfatter af O'Shaughnessy, Davide Gerosa fra Caltech og Daniel Wysocki fra RIT.

LIGO Scientific Collaboration citerede O'Shaughnessys forskning i papiret, der annoncerer sin tredje opdagelse af gravitationsbølger, der blev offentliggjort i Fysiske anmeldelsesbreve den 1. juni.

Den nuværende undersøgelse genanalyserede de binære sorte huller, kendt som GW151226. Det har været den eneste gang, LIGO har rapporteret, at binære sorte huller skal spinde, sagde O'Shaughnessy. LIGOs tidligere målinger antydede, at den større masse kredsede om den anden i en let skrå vinkel.

O'Shaughnessy og hans team forbinder det sorte huls fejljustering med, hvornår det blev dannet efter en massiv stjernes død. Kraften fra stjerneeksplosionen og kollapset drev det nyfødte sorte hul ud med et "natal kick, "forårsager denne fejljustering, foreslår forfatterne.

Natal-spark menes at forekomme under dannelsen af ​​neutronstjerner, som er skabt ud fra døden af ​​mindre massive stjerner end forfædre til LIGOs kilder. O'Shaughnessys team foreslår, at dette fænomen også kan gælde for binære sorte huller, som kredser om hinanden.

"Mine samarbejdspartnere og jeg forsøgte at begrænse styrken af ​​disse fødselsspark baseret på LIGOs observation, " sagde O'Shaughnessy. "Hvis det blev dannet af et isoleret par stjerner, vi konkluderer, at stærke sorte huls fødselsspark var påkrævet. Det er en spændende udfordring for modeller af, hvordan massive stjerner eksploderer og kollapser."

Gerosa tilføjer, "Vores undersøgelse bekræfter mange års foreløbige, men suggestive beviser for, at sorte huller kunne have modtaget disse spark. Og med blot én af LIGOs observationer, vi lærte noget om, hvordan en stjerne eksploderede for milliarder af år siden. Det er løftet om gravitationsbølgeastronomi i aktion."