Nieuwe informatie verkregen uit waarnemingen van zwaartekrachtgolven helpt wetenschappers te begrijpen wat er gebeurt als massieve sterren sterven en veranderen in zwarte gaten.

Rochester Institute of Technology-onderzoeker Richard O'Shaughnessy en medewerkers heranalyseerden de samensmeltende zwarte gaten die werden gedetecteerd door LIGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory) op 26 december. 2016.

"Met behulp van in wezen eerstejaars natuurkunde, we trokken nieuwe inzichten over de meest gewelddadige gebeurtenissen in het universum, " zei O'Shaughnessy, een universitair hoofddocent in RIT's School of Mathematical Sciences. Hij is ook onderzoeker in het RIT Center for Computational Relativity and Gravitation en lid van de LIGO Scientific Collaboration.

O'Shaughnessy presenteerde zijn onderzoeksresultaten op de bijeenkomst van de American Astronomical Society op 5 juni in Austin, Texas. Fysieke beoordelingsbrieven heeft een paper geaccepteerd die is geschreven door O'Shaughnessy, Davide Gerosa van Caltech en Daniel Wysocki van RIT.

De LIGO Scientific Collaboration citeerde O'Shaughnessy's onderzoek in de krant waarin de derde ontdekking van zwaartekrachtsgolven werd aangekondigd die in Fysieke beoordelingsbrieven op 1 juni

De huidige studie heranalyseerde de binaire zwarte gaten, bekend als GW151226. Het is de enige keer dat LIGO heeft gemeld dat binaire zwarte gaten moeten draaien, zei O'Shaughnessy. Eerdere metingen van LIGO suggereerden dat de grotere massa onder een licht gekantelde hoek om de andere cirkelde.

O'Shaughnessy en zijn team koppelen de verkeerde uitlijning van het zwarte gat aan het moment waarop het gevormd werd door de dood van een massieve ster. De kracht van de stellaire explosie en ineenstorting verdreef het pasgeboren zwarte gat met een "natale kick, " het veroorzaken van deze verkeerde uitlijning, suggereren de auteurs.

Er wordt gedacht dat Natal-kicks optreden tijdens de vorming van neutronensterren, die zijn ontstaan ​​door de dood van minder massieve sterren dan de voorouders van de bronnen van LIGO. Het team van O'Shaughnessy suggereert dat dit fenomeen ook van toepassing kan zijn op binaire zwarte gaten, die om elkaar heen draaien.

"Mijn medewerkers en ik probeerden de kracht van deze geboorteschoppen te beperken op basis van de observatie van LIGO, "O'Shaughnessy zei. "Als het gevormd zou zijn uit een geïsoleerd paar sterren, we concluderen dat sterke geboortekicks van een zwart gat nodig waren. Dat is een spannende uitdaging voor modellen van hoe massieve sterren exploderen en instorten."

Gerosa voegt toe, "Onze studie bevestigt jarenlang voorlopig maar suggestief bewijs dat zwarte gaten deze schoppen zouden kunnen hebben gekregen. En met slechts één van de waarnemingen van LIGO, we leerden iets over hoe een ster miljarden jaren geleden explodeerde. Dat is de belofte van zwaartekrachtsgolfastronomie in actie."