Vor etwas mehr als einem Jahr, am 12. April 2019, entdeckte die LIGO-Virgo-Kollaboration Gravitationswellen, die sich in der Raumzeit aus einer epischen Kollision zweier Schwarzer Löcher in einer Entfernung von 2,4 Milliarden Lichtjahren ausbreiten.
Aber wie Astronomen jetzt herausgefunden haben, war die tatsächliche Kollision von GW 190412 etwas, was wir noch nie zuvor gesehen hatten. Anstelle von zwei ungefähr gleichen schwarzen Löchern, die das 20- bis 40-fache der Sonnenmasse betragen, wurde GW 190412 aus einem ungleichmäßigen Binärsystem erhalten.
Basierend auf einer Analyse dieser pulsierenden Gravitationswellen stellten Astronomen fest, dass eines der Schwarzen Löcher die Waage auf etwa 29,7 Sonnenmassen kippte, während das andere mit nur 8,4 Sonnenmassen dreimal leichter war.
Es ist auch das bisher entdeckte Schwarzloch mit der geringsten Masse – was äußerst aufregend ist, da es bedeutet, dass ihre Fusion ein längeres Signal gab als jede andere Fusion von Schwarzen Löchern – eine riesige Datenmenge, die untersucht werden muss.
„Keine dieser Massen ist an sich überraschend. Wir wissen, dass schwarze Löcher in dieser Größe kommen. Neu ist das Massenverhältnis “, erklärte der Astronom Christopher Berry von der Northwestern University und der LIGO Collaboration.
“Diese Beobachtung ermöglicht es uns, unsere Vorhersagen für Gravitationswellensignale auf neue Weise zu testen und ist ein weiterer Teil des Puzzles, um zu verstehen, wie binäre Schwarze Löcher gebildet werden.”
Aufgrund des ungewöhnlichen Fusionssignals konnte das Team auch mehrere weitere Messungen durchführen. Sie konnten feststellen, dass sich das größte der Schwarzen Löcher drehte.
In GW 190412 schien diese Rotation ziemlich schnell zu sein, was ein Hinweis darauf sein könnte, wie ein solch ungleichmäßiges Binärsystem entstanden ist. Sie sehen, es gibt mehrere astrophysikalische Modelle für die Bildung binärer Schwarzer Löcher, aber die meisten führen zu mehr oder weniger gleichen Massenpaaren.
Das offensichtlichste ist ein binäres Sternensystem, bei dem jeder Stern in ein Schwarzes Loch fällt. Es wird jedoch angenommen, dass sie mit Ausnahme von GW 190412 keine binären Schwarzen Löcher mit großen Massendifferenzen erzeugen können.
Es ist möglich, dass sich die Schwarzen Löcher getrennt bildeten und dann irgendwie konvergierten und sich gegenseitig im Orbit einfingen. Das schnellere Drehen des größeren Schwarzen Lochs deutet jedoch darauf hin, dass es möglicherweise vor GW 190412 früher mit anderen Schwarzen Löchern verschmolzen ist.
Sie können den vollständigen Text auf der LIGO-Website lesen.
Quellen: Foto: N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik), Projekt Simulation eXtreme Spacetimes
