ניתוח חדש של אירוע גלי הכבידה GW200105 מצא כי חור שחור וכוכב נייטרונים התנגשו במסלול אקסצנטרי, ולא במסלול מעגלי כמעט מושלם כפי שסברו עד כה, ממצא שמערער את המודלים המקובלים להיווצרות מערכות כאלה
אירוע של גלי כבידה גילה משהו בלתי צפוי על אחד מהמפגשים הכי חזקים ביקום.
מדענים גילו את העדויות החזקות הראשונות שחור שחור וכוכב נייטרונים התנגשו בזמן שנעו במסלול שצורתו אליפטית ולא במעגל הכמעט מושלם שכפי מדענים צפו מזמן. הממצא מאתגר רעיונות קיימים איך המערכות הקוסמיות הקיצוניות האלה נוצרות ומתפתחות.
סבורים שרוב הצמדים הידועים של כוכב נייטרון וחור שחור מסתדרים במסלולים מעגליים זמן רב לפני שהם מתמזגים. אבל מחקר מפורט של אירוע הגלים GW200105 מגלה תמונה שונה.
הנתונים מצביעים על כך ששני הגופים נעו במסלול אליפטי זמן קצר לפני שהתמזגו. ההתנגשה יצרה בסופו של דבר חור שחור שמסתו פי 13 בערך מהשמש. חוקרים אומרים שתבנית מסלול מסוג זה לא נצפתה קודם מעולם במיזוג בין כוכב נייטרונים וחור שחור.
ד"ר פטרישה שמידט אמרה: "התגלית הזאת נותנת לנו רמזים חיוניים חדשים איך הגופים הקיצוניים האלה מתכנסים. היא אומרת לנו שהמודלים התאורטיים שלנו לא שלמים ומעלה שאלות חדשות לגבי המקום ביקום שבו מערכות כאלה נוצרות".
לגלות אותות מרומזים בגלי כבידה
כדי לחקור את האירוע, הצוות ניתח תצפיות מהגלאים LIGO ו-Virgo באמצעות מודל של גלי כבידה שנוצר באוניברסיטה של ברמינגהם.
הגישה אפשרה למדענים למדוד את האקסצנטריות של המסלול. הם גם חיפשו סימנים של נדנוד שנגרם בגלל גופים מסתחררים, המכונה נקיפה. לדברי החוקרים, זאת הפעם הראשונה ששתי ההשפעות האלה נמדדו ביחד במיזוג של כוכב נייטרונים וחור שחור.
ד"ר גריינט פראטן, אמר: "המסלול מסגיר את העניין. הצורה האליפטית שלו ממש לפני המיזוג מראה שהמערכת הזאת לא התפתחה בשקט בבידוד, אלא כמעט בוודאות התעצבה על ידי אינטראקציות כבידה עם כוכבים אחרים, או אולי נלווה שלישי".
ניתוח מחדש של האירוע באמצעות מודלים משופרים
הצוות השתמש בשיטות סטטיסטיות בייסיאניות כדי להשוות אלפי תחזיות תאורטיות עם הנתונים האמיתיים של גלי הכבידה. הניתוח הזה מראה שמסלול מעגלי מאוד לא סביר עבור מערכת הזאת, והוא נפסל ברמת ביטחון של 99.5%.
במחקרים קודמים של GW200105 הניחו שהגופים נעו המסלול מעגלי. בגלל ההנחה הזאת חוקרים העריכו בחסר את מסת החור השחור וביתר את מסת כוכב הנויטרונים. הניתוח החדש מתקן ערכים אלה.
במחקר גם לא נמצאו עדויות חזקות לנדנוד של המסלול בגלל סחריר. עולה מכך שהמסלול האליפטי כנראה נוצר במהלך ההתפתחות המוקדמת של המערכת ולא על ידי סחרירים של שני הגופים.
גונזלו מוראס אמר: "זאת הוכחה משכנעת שלא לכל הצמדים של כוכב נייטרונים וחור שחור יש מוצא משותף. המסלול האקסצנטרי מצביע על מקום היווצרות בסביבה שבה יש אינטראקציה כבידתית בין הרבה כוכבים".
למאמר המדעי DOI: 10.3847/2041-8213/ae474c
עוד בנושא באתר הידען:
