Co se pustily do práce pozemní gravitační observatoře, tedy americké LIGO, evropské VIRGO a japonská KAGRA, detekovaly gravitační vlny řady pozoruhodných srážek, k nimž došlo v hlubokém vesmíru. Obvykle jde o srážky černých děr nebo černých děr a neutronových hvězd, vzácně dvou neutronových hvězd. V některých případech, z pohledu laika až podezřele často se ale stává, že přečtené gravitační vlny moc nedávají smysl. Srážejí se objekty, které by podle tradičních představ neměly existovat.
Pokud jde o hmotnosti černých děr, existují dvě „oblasti zakázaných hmotností,“ v nichž by neměly existovat černé díry vzniklé přímo gravitačním zhroucením. Horní oblast (upper mass gap) představuje hmotnosti cca 50 až 150 Sluncí. Po explozi hvězdy o takové hmotnosti by nemělo zůstat vůbec nic. Dolní oblast (lower mass gap) je vlastně hranice mezi černou dírou a neutronovou hvězdou. Nejtěžší možné neutronové hvězdy by měly mít hmotnost asi jako 2 Slunce, zatímco nejlehčí černé díry asi jako 5 Sluncí.
Problém je v tom, že gravitační observatoře již několikrát detekovaly objekty, které svou hmotou narušují hranice oblastí zakázaných hmotností. Znovu se to stalo brzy poté, co výzkumná skupina týmů gravitačních observatoří LIGO, VIRGO a KAGRA spustila loni 23. května (2023) čtvrtou sérii pozorování gravitačních vln (Observation run 4). 29. května se jim povedlo detekovat gravitační vlny srážky označené jako GW230529, která podle všeho zahrnovala podivný objekt.
Zřejmě šlo o srážku neutronové hvězdy o hmotnosti 1,2 až 2 Sluncí a objektu z dolní oblasti zakázaných hmotností, jehož hmotnost gravitační astronomové odhadli na cca 2,5 až 4,5 Sluncí. Gravitační vlny bohužel přímo neprozradí, jaké objekty to jsou. Ještě víme, že k této srážce došlo ve vzdálenosti asi 650 miliony let. Vědci se domnívají, že záhadný objekt nejspíš bude velmi lehká černí díra, která ovšem narušuje naše představy o těchto gravitačních příšerách.
Jak uvedla manažerka vědecké studie Sylvia Biscoveanu z americké Northwestern University, pro vědce je tento nový případ objektu ze „zakázané oblasti“ obzvlášť zajímavý, protože poprvé jde o srážku, které se účastnila neutronová hvězda. Zdá se, že se o oblastech zakázaných hmotností v budoucnu ještě dozvíme leccos zajímavého.
Video: KAGRA
Literatura
NANOGrav pátrá po gravitačních vlnách nízkých frekvencí
Autor: Stanislav Mihulka (09.04.2016)
Gravitační observatoře detekovaly záhadné gravitační vlny z Malého psa
Autor: Stanislav Mihulka (16.01.2020)
Slušná sklizeň: Gravitační observatoře detekovaly 39 nových gravitačních vln
Autor: Stanislav Mihulka (01.11.2020)
Galaktická observatoř NANOGrav zřejmě zachytila gravitační šepot vesmíru
Autor: Stanislav Mihulka (15.01.2021)
Gravitační observatoř LIGO by mohla detekovat planetární kosmické lodě
Autor: Stanislav Mihulka (17.12.2022)
Gravitační astronomové vystopovali černou díru požírající neutronovou hvězdu
Autor: Stanislav Mihulka (22.05.2023)
NANOGrav oznámil průlomový objev gravitačního pozadí vesmíru
Autor: Stanislav Mihulka (29.06.2023)
Diskuze:
Pepa Vondrák,2024-04-13 14:04:36
Chtěl bych být u tak na hraně velké neutronové hvězdy a hodit do ní plechovku od koly a pozorovat jak se najednou změní v
černou díru. Teda stačilo by mi video.
Mě by zajímalo
Miroslav Gretschelst,2024-04-09 11:03:33
co znamená "vůbec nic" (Po explozi hvězdy o takové hmotnosti by nemělo zůstat vůbec nic). To si jaksi nedovedu představit.
Re: Mě by zajímalo
F M,2024-04-09 15:30:52
Byla by rozmetána, tady to "nezůstane vůbec nic" není nejšťastnější formulace a je tím zřejmě myšleno: Na místě kde původně ta hvězda byla nezbude po explozi žádný kompaktní objekt hvězdné velikosti/hmotnosti. Potom samozřejmě v okolí vznikají další hvězdy, i z tohoto rozptýleného materiálu, ale tam hraje velkou roli ta rázová vlna a materiál v původním okolí hvězdy.
Pravděpodobnost existence
Vojtěch Kocián,2024-04-09 08:46:31
Moc nechápu, proč je to zakázaná oblast. Chápu, že takové těleso podle současných poznatků nemůže vzniknout zhroucením hvězdy, ale proč by nemohlo vzniknout tím, že se srazí dvě neutronové hvězdy? Nebo tak, že neutronová hvězda sežere svého hvězdného partnera a tím se zhroutí do černé díry příliš lehké na to, aby vznikla zhroucením velké hvězdy? Jde o to, že se podobné "zakázané" srážky dějí až příliš často na to, aby to sedělo k předpokládanému stáří vesmíru a frekvencím ostatních srážek?
Re: Pravděpodobnost existence
Gábor Vlkolinský,2024-04-09 12:03:03
Našťastie nevedia, že sú zakázané.
Re: Pravděpodobnost existence
Pavel Pesek,2024-04-09 12:28:54
Asi se to mysli tak, ze pocet cernych der se zakazanou hmotnosti musi byt velmi maly, abychom je detekovali tak casto. Pravdou je, ze takova cerna dira muze vzniknout srazkou dvou neutronovych hvezd, ale ta pravdepodobnost je nizka. Nejprve musi neutronove diry vzniknout ze dvou hvezd, pak se musi nejak zacit k dobe priblizovat, musi se gravitacne zachytit, pak se teprve mohou zacit k sibe priblizovat tim, ze zacnou ztracet kinetickou energii ve forme gravitacnich vln, az nakonec srazit. To je docela narocne na realizaci. Ne nemozne, ale malo pravdepodobne.
Re: Re: Pravděpodobnost existence
Pavel Pesek,2024-04-09 12:31:22
Ale srazky neuronovych hvezd se detekuji, takze zase tak nepravdepodobne to neni.
Re: Re: Pravděpodobnost existence
F M,2024-04-09 15:40:23
Řekl bych, že se do toho pásma dá dostat i "krmením" neutronové hvězdy na normální. Otázka jsou ty pravděpodobnosti. Pokud se mohou srazit 2 neutronové hvězdy nebo ČD, tak jejich srážka s normální hvězdou by mohla být častější, tedy tady by se muselo zohlednit stáří hvězd v různých oblastech, a kolik hmoty by dokázaly "ukrást" při těsnějších průletech.
Re: Re: Re: Pravděpodobnost existence
Jirka Naxera,2024-04-13 15:40:44
Tak muselo se tak jako tak jednat o tesnou dvojhvezdu, takze myslim, ze mate pravdu, to, ze puvodne neutronova hvezda se postupne dokrmila z druhe hvezdy asi nebude vubec nerealny scenar.
Re: Re: Re: Re: Pravděpodobnost existence
F M,2024-04-14 16:34:36
No jo jenomže potom ještě nějaká ta následující srážka zachytitelná detektory.
Jak vodík, po ionizaci neodhodí ho elmagnetická pole jetem? A jak časté jsou trojhvězdy?
Jak často může dojít ke srážce neblízkých hvězd? To bude asi velmi vzácný jev. Radši brzdím.
Re: Pravděpodobnost existence
F M,2024-04-15 16:16:31
Doplním, že je to druhá pravděpodobná (ono to není úplně 100%, ale vysoce pravděpodobné) zachycená srážka takto masivní neutronové hvězdy. Tuším ve videu "novinky v kosmologii" pana Wágnera, ale netuším u kterého článku, se probírá (minimálně v diskusi na konci) ta první a již tam se mluví o tom, že je nepravděpodobné zachytit tu jednu.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
