Zwaartekrachtgolven kunnen worden geproduceerd in het hart van de melkweg, zegt een nieuwe studie onder leiding van Ph.D. student Joseph Fernandez aan de John Moores University in Liverpool. Hij zet het werk uiteen in een presentatie op 3 april tijdens de European Week of Astronomy and Space Science in Liverpool.

Zwaartekrachtgolven zijn kleine rimpelingen in de ruimte-tijd die zich door het heelal verspreiden. Als de luchtdruk op aarde verandert, deze verandering beweegt naar buiten in de vorm van geluidsgolven. analoog, wanneer paren compacte objecten zoals zwarte gaten of neutronensterren dubbelsterren vormen en om elkaar heen draaien, het zwaartekrachtveld om hen heen verandert, zwaartekrachtgolven produceren die ook naar buiten bewegen.

Dit fenomeen werd voorspeld door Albert Einstein in 1915. Er werd voorspeld dat de amplitude van deze rimpelingen zo klein zou zijn dat Einstein dacht dat ze nooit zouden worden gedetecteerd. Maar anno 2015 een eeuw na het maken van de voorspelling, zwaartekrachtgolven werden voor het eerst direct waargenomen

Deze zijn afkomstig van een paar zwarte gaten met stellaire massa (elk ongeveer 30 keer de massa van de zon), die samen vielen, en uiteindelijk samengevoegd.

Vanaf dat moment, nog vier bevestigde waarnemingen van zwaartekrachtgolven zijn afkomstig van deze systemen, en met de LIGO- en VIRGO-verbeteringen die momenteel aan de gang zijn, we verwachten er in de nabije toekomst nog veel meer te zien.

Deze waarnemingen laten zien dat samensmeltingen van zwarte gaten heel gewoon zijn in het heelal. Echter, onderzoekers weten nog steeds niet hoe dit soort binaire systemen zich vormen. Dit komt omdat ze zich in zeer nauwe of zeer excentrische banen moeten bevinden om op zo'n manier in te storten dat zwaartekrachtgolven waarneembaar zijn.

Fernandez en collega's, inclusief een andere Ph.D. student Bruin, hebben aangetoond dat de banen van dubbelsterren kunnen worden veranderd door het zwarte gat dat zich in het centrum van de meeste sterrenstelsels bevindt, inclusief die van ons.

Een enorm zwart gat resulteert in zeer intense zwaartekrachtsvelden en extreme fysica. Als een compact binair bestand een nauwe ontmoeting zou hebben met een, dan zou het in de meeste gevallen worden verstoord en zouden de samenstellende zwarte gaten of sterren worden gescheiden.

Echter, dit is niet altijd het geval.

Binaries kunnen onder bepaalde omstandigheden ongestoord uit de getijdenontmoeting komen, met hun banen die ernstige wijzigingen ondergaan. Door gebruik te maken van Monte Carlo-simulaties, Fernandez heeft aangetoond dat overlevende binaire systemen van zwarte gaten strak en excentriek kunnen worden. het verkorten van de fusietijd met meer dan een factor 100 in 10 procent van de gevallen.

Dit zou voldoende kunnen zijn om binaire bestanden die niet zouden samensmelten binnen de levensduur van het universum te dwingen dit eerder te doen, wat leidt tot waarneembare zwaartekrachtsgolven.

Dit proces kan ook het baanvlak van het binaire systeem omdraaien, waardoor de zwarte gaten in de tegenovergestelde richting van hun oorspronkelijke omstandigheden draaien. Dit kan leiden tot negatieve effectieve spin-waarden, die kunnen worden gebruikt om dit mechanisme van andere te onderscheiden.