Eerder dit jaar, een internationaal team van wetenschappers kondigde de tweede detectie aan van een zwaartekrachtgolfsignaal van de botsing van twee neutronensterren. De gebeurtenis, genaamd GW190425, is een raadsel:de gecombineerde massa van de twee neutronensterren is groter dan enig ander waargenomen binair neutronenstersysteem. De gecombineerde massa is 3,4 keer de massa van onze zon.

Een dubbelster van een neutronenster van deze massa is nog nooit in onze melkweg gezien, en wetenschappers zijn verbijsterd over hoe het kon zijn gevormd - tot nu toe. Een team van astrofysici van het ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) denkt dat ze het antwoord hebben.

Binaire neutronensterren zenden zwaartekrachtsgolven uit - rimpelingen in de ruimte-tijd - terwijl ze om elkaar heen draaien, en wetenschappers kunnen deze golven detecteren wanneer de neutronensterren samensmelten. De zwaartekrachtgolven bevatten informatie over de neutronensterren, inclusief hun massa.

De zwaartekrachtsgolven van de kosmische gebeurtenis GW190425 vertellen over een dubbelster van een neutronenster die zwaarder is dan alle eerder waargenomen dubbelsterren van neutronensterren. hetzij door radiogolf- of zwaartekracht-astronomie. Een recente studie onder leiding van OzGrav Ph.D. student Isobel Romero-Shaw van de Monash University stelt een formatiekanaal voor dat zowel de hoge massa van dit binaire getal verklaart als het feit dat vergelijkbare systemen niet worden waargenomen met traditionele radioastronomietechnieken.

Romero-Shaw zegt, "We stellen voor dat GW190425 is gevormd via een proces dat 'instabiele BB-massaoverdracht' wordt genoemd, " een procedure die oorspronkelijk werd gedefinieerd in 1981. Het begint met een neutronenster die een stellaire partner heeft:een helium (He) ster met een koolstof-zuurstof (CO) kern. Als het heliumdeel van de ster ver genoeg uitzet om te verzwelgen de neutronenster, deze heliumwolk duwt het binaire bestanddeel dichter bij elkaar voordat het verdwijnt. De koolstof-zuurstofkern van de ster explodeert vervolgens in een supernova en stort in tot een neutronenster."

Binaire neutronensterren die zich op deze manier vormen, kunnen aanzienlijk zwaarder zijn dan de sterren die door radiogolven worden waargenomen. Ze fuseren ook heel snel na de supernova-explosie, waardoor het onwaarschijnlijk is dat ze worden vastgelegd in radioastronomische onderzoeken.

"Onze studie wijst erop dat het proces van onstabiele massaoverdracht van het geval BB zou kunnen zijn hoe het massieve stersysteem is gevormd, ' zegt Romero Shaw.

De OzGrav-onderzoekers gebruikten ook een recent ontwikkelde techniek om de excentriciteit van de dubbelster - hoeveel de baanvorm van het stersysteem afwijkt van een cirkel. Hun bevindingen komen overeen met onstabiele massaoverdracht van casus BB.

Huidige zwaartekrachtgolfdetectoren op de grond zijn niet gevoelig genoeg om: precies meet de excentriciteit; echter, toekomstige detectoren, zoals de in de ruimte gebaseerde detector LISA, gepland voor lancering in 2034 - zullen wetenschappers in staat stellen nauwkeurigere conclusies te trekken.