Užfiksuota, kaip juodoji skylė suvalgė neutroninę žvaigždę

Panašiai kompaktiškos yra ir neutroninės žvaigždės – jų susijungimai taip pat turėtų būti stiprus gravitacinių bangų šaltinis. 2017 metų rugpjūtį buvo aptiktas pirmasis gravitacinių bangų signalas iš dviejų neutroninių žvaigždžių susijungimo, kuris taip pat buvo matomas ir kaip gama spindulių žybsnis. O dabar, panašu, atrastas ir trečias signalo variantas – juodosios skylės ir neutroninės žvaigždės susijungimo įvykis.

Signalas užfiksuotas rugpjūčio 14 dieną trijuose detektoriuose – LIGO Vašingtono ir Luizianos valstijose bei VIRGO Italijoje. Signalo savybės geriausiai atitinka dviejų objektų, kurių vieno masė viršija penkias Saulės mases, o kito – nesiekia trijų Saulės masių – susijungimą. Įvykis nutiko už maždaug 267 megaparsekų nuo mūsų – šešis kartus toliau, nei neutroninių žvaigždžių susijungimas 2017-aisiais, bet kone pusantro karto arčiau, nei pirmasis gravitacinių bangų signalas 2015-aisiais. Toks atstumas irgi yra gana tikėtinas: daug toliau įvykusio susijungimo detektoriai greičiausiai nepajėgtų užfiksuoti, o mažesnio atstumo ribojamame tūryje jų greičiausiai vyksta pernelyg mažai, kad per pusmetį stebėjimų galėtume tikėtis užfiksuoti bent vieną.

Būtent pusmetį, nuo balandžio pirmos dienos, vyksta naujausia – trečioji – gravitacinių bangų paieškų programa. Pagerinti LIGO detektoriai aptinka vidutiniškai po vieną gravitacinių bangų signalą kas savaitę. Dauguma jų yra juodųjų skylių susijungimai, maždaug penki – dvinarių žvaigždžių susijungimai, o štai šis vienas yra išskirtinis.

Kol kas dar negalime šimtu procentų teigti, kad įvykis yra tikrai toks, kaip nurodyta. Masyviausia iki šiol aptikta neutroninė žvaigždė yra 2,27 Saulės masių. Teoriškai jų turėtų būti ir masyvesnių, iki trijų Saulės masių, bet negalime būti tuo tikri. Gali būti, kad, pavyzdžiui, pustrečios Saulės masės objektas jau tampa juodąja skyle ir šį signalą taip pat sukūrė būtent juodųjų skylių susijungimas. Tokią hipotezę būtų galima paneigti aptikus susijungimo metu išmestą neutroninės žvaigždės medžiagą ar kažkokio sprogimo elektromagnetinę spinduliuotę. Netrukus po signalo paskelbimo atlikta tokia paieška, bet ištyrę visas 96 galaktikas, patenkančias į tikėtiną šaltinio lokalizacijos plotą danguje, jokių panašių objektų astronomai nerado. Bet ir paties signalo analizė rodo, kad tikimybė, jog iš įvykio vietos išlėkė kiek nors medžiagos, yra mažesnė nei 1%. Kitaip tariant, panašu, kad juodoji skylė tiesiog prarijo neutroninę žvaigždę be jokių elektromagnetinių pėdsakų.

Kaip ir kiti gravitacinių bangų pirmieji signalai, taip ir šis mums gali suteikti daug įdomių žinių – apie didžiausias neutronines žvaigždes, mažiausias juodąsias skyles, iš jų sudarytų dvinarių sistemų dažnumą Visatoje bei, žinoma, jų susijungimus. Be to, turint omeny, kiek daug signalų yra aptinkama, tikėtina, kad jei šis pasirodys nesąs aiškus juodosios skylės ir neutroninės žvaigždės susijungimas, tai netrukus aptiksime ir aiškesnį. Turėdami net ir vieną signalą, galime įvertinti įvykių dažnumą Visatoje; turint daugiau duomenų, įvertinimai taps vis geresni. Galbūt kažkada aptiksime panašų signalą ir iš daug artimesnės galaktikos – tai palengvins elektromagnetinio signalo paieškas. Kol kas atsakymų nėra daug, bet potencialas, kaip ir su kitais gravitacinių bangų atradimais – didžiulis.