Current track

Title

Artist

Current show

Xclusif Non-Stop

00:00 06:00

Current show

Xclusif Non-Stop

00:00 06:00


Samensmelting erg ongelijke zwarte gaten: aparte ontstaansgeschiedenis en ‘boventonen’ geven Einstein opnieuw gelijk

Written by on 8 september 2020

Het team voerde een theoretisch onderzoek uit naar hoe een dergelijk binair stelsel met een ongelijke massa zou gevormd kunnen zijn. 

De meest voor de hand liggende oplossing is te zoeken in een dichte sterrenhoop waar paren van zwarte gaten met een vergelijkbare massa en een lage spin, van nature kunnen gevormd worden, deels omdat zware zwarte gaten en sterren de neiging hebben naar het centrum van de cluster, de hoop, te zinken en daar meer kans maken om elkaar tegen te komen. Maar zelfs daar is het onwaarschijnlijk dat dergelijke ontmoetingen een paar zouden voortbrengen met een erg ongelijke massa, zo zeggen de onderzoekers. 

De spin van elk zwart gat zorgt nog voor een bijkomende moeilijkheid. De spin wordt uitgedrukt met een getal tussen 0 en 1. Als de beide zwarte gaten in een samensmelting een lage waarde hebben voor de spin, zoals men kan verwachten, zal hun samensmelting normaal gezien een zwaarder zwart gat voortbrengen met een hoge waarde, misschien rond 0,7. Maar de spin die men met een grote zekerheid heeft kunnen bepalen voor het zware zwarte gat in GW190412 ligt rond 0,43, wat doet veronderstellen dat het zwarte gat niet afkomstig is van zo’n eenvoudige samensmelting. 

De onderzoekers stellen dat de meest waarschijnlijke manier om dit ongewone paar met het grote verschil in massa voort te brengen, kan zijn door twee eerdere samensmeltingen van paren zwarte gaten in de sterrenhoop, een proces dat uiteindelijk kan resulteren in een zwart gat met de juiste spin. 

Eerst smelten twee paren van zwarte gaten elk samen, elk van deze paren bevat zwarte gaten met een vergelijkbare, middelmatige massa, en elk paar brengt een zwaarder zwart gat voort. Vervolgens vormen die twee nieuwe zwarte gaten een binair paar en smelten ze samen, waardoor ze het zwarte gat produceren van zo’n 30 zonnemassa’s met een middelmatige spin, dat het zwaarste zwarte gat is dat bij GW190412 betrokken was. Vervolgens vormt dat zwarte gaat een paar met een zwart gat met een kleine massa om het binaire stelsel te vormen waarvan de samensmelting GW90412 heeft voortgebracht. Ook andere varianten met verschillende stappen zijn mogelijk, zeggen de onderzoekers. 

Hoewel een dergelijke opeenvolging van gebeurtenissen zeldzaam is, tonen de onderzoekers aan dat bekende sterrenhopen de juiste omgeving zouden kunnen leveren waarin die opeenvolging kan plaatsvinden. 

De nieuwe resultaten en analyses hebben, zoals eerder ontdekkingen in verband met zwaartekrachtgolven, ons beeld van de kosmische verscheidenheid uitgebreid, en stellen vragen bij fundamentele hypotheses in de astrofysica, zo zeggen de onderzoekers. Een van die aannames is dat zwarte gaten doorgaans gevormd worden door de instorting van sterren met een lage spin. Verder onderzoek zal moeten uitwijzen of dit proces van een samensmelting in drie stappen nodig is om gebeurtenissen als GW190412 te verklaren, of dat hypotheses zoals die over de lage spin in vraag moeten gesteld worden.