บาคาร่าเว็บตรงคลื่นความโน้มถ่วงเผยให้เห็นการรวมตัวกันครั้งแรกของหลุมดำและดาวนิวตรอน

ดาวนิวตรอนติดอยู่ในเกลียวด้านในที่อันตรายถึงชีวิตได้ถึบาคาร่าเว็บตรงงจุดสิ้นสุดเมื่อหลุมดำกลืนเข้าไปทั้งหมด ระลอกคลื่นความโน้มถ่วงจากการชนกันนั้นแผ่ออกไปนอกจักรวาล ในที่สุดก็มาถึงโลก การตรวจจับคลื่นเหล่านั้นนับเป็นการรายงานครั้งแรกของหลุมดำที่กลืนกินซากดาวฤกษ์ที่ตายแล้ว และด้วยความประหลาดใจ นักวิทยาศาสตร์พบการควบรวมกิจการครั้งที่สองหลังจากวันแรกเพียงไม่กี่วัน

จนถึงปัจจุบัน แหล่งที่มาของคลื่นโน้มถ่วงทั้งหมดเป็นสองชนิด

: หลุมดำสองดวงหรือดาวนิวตรอนสองดวงที่หมุนวนรอบกันและกันก่อนที่จะชนกันและรวมตัวกัน ( SN: 1/21/21 ) การชนกันของจักรวาลอย่างรุนแรงทำให้เกิดคลื่นที่ยืดและบีบโครงสร้างของกาลอวกาศ ซึ่งเป็นคลื่นที่เครื่องตรวจจับที่ละเอียดอ่อนสามารถระงับได้

การจับคู่ระหว่างหลุมดำและดาวนิวตรอนที่ไม่ตรงกันเป็นการรวมตัวกันครั้งสุดท้ายที่นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจะพบด้วยหอสังเกตการณ์คลื่นโน้มถ่วงในปัจจุบัน โดยบังเอิญอย่างแท้จริง นักวิจัยพบเหตุการณ์สองเหตุการณ์เหล่านี้ภายใน 10 วันจากกัน รายงานการทำงานร่วมกันของ LIGO, Virgo และ KAGRA ในหนังสือAstrophysical Journal Letters วัน ที่ 1 กรกฎาคม

ไม่เพียงแต่จะมีการรวมตัวระหว่างหลุมดำและดาวนิวตรอนผ่านคลื่นความโน้มถ่วงเท่านั้น แต่ยังไม่เคยเห็นการแตกแยกด้วยวิธีการอื่นใดเลย

นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี Susan Scott จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียในแคนเบอร์รา สมาชิกคนหนึ่งของความร่วมมือ LIGO กล่าวว่า “นี่เป็นรูปลักษณ์แรกที่สมบูรณ์”

ผลที่ได้จะเพิ่มเครื่องหมายขีดอีกอันให้กับการค้นพบครั้งใหม่ที่เกิดจากคลื่นความโน้มถ่วง 

นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์โคล มิลเลอร์แห่งมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์ในคอลเลจพาร์คซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าวว่า “นั่นเป็นการเฉลิมฉลองที่คุ้มค่า” นับตั้งแต่ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงครั้งแรกในปี 2558 หอสังเกตการณ์ยังคงเปิดเผยความลับใหม่ ๆ “มันเป็นสิ่งใหม่ที่ยอดเยี่ยม มันไม่ใช่แค่เก่าเหมือนเดิม” เขากล่าว

สัญญาณของการชนกันของดาวนิวตรอนและหลุมดำที่บันทึกไว้ในหอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงของ LIGO และราศีกันย์ในปี 2020 ในวันที่ 5 มกราคม และ 15 มกราคม การรวมตัวกันครั้งแรกประกอบด้วยหลุมดำประมาณ 8.9 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ และดาวนิวตรอนประมาณ 1.9 เท่า คูณมวลของดวงอาทิตย์ การควบรวมกิจการครั้งที่สองมีหลุมดำมวลดวงอาทิตย์ 5.7 และดาวนิวตรอนมวล 1.5 ดวงอาทิตย์ นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าการชนทั้งสองครั้งเกิดขึ้นจากโลกมากกว่า 900 ล้านปีแสง

ในการสร้างคลื่นความโน้มถ่วงที่ตรวจจับได้ วัตถุที่รวมตัวกันต้องมีความหนาแน่นสูงมาก โดยมีอัตลักษณ์ที่มวลของพวกมันสามารถตรึงไว้ได้ นักวิทยาศาสตร์คิดว่าสิ่งใดก็ตามที่มีมวลมากกว่าห้ามวลดวงอาทิตย์อาจเป็นเพียงหลุมดำเท่านั้น สิ่งใดที่น้อยกว่ามวลดวงอาทิตย์ประมาณสามเท่าจะต้องเป็นดาวนิวตรอน

การตรวจจับคลื่นโน้มถ่วงก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับหลุมดำที่รวมเข้ากับวัตถุ

ที่ไม่สามารถระบุได้ เนื่องจากมวลของมันดูเหมือนจะตกลงมาระหว่างจุดตัดที่แยกหลุมดำและดาวนิวตรอน ( SN: 6/23/20 ) การควบรวมกิจการครั้งก่อนๆ อาจเป็นผลมาจากหลุมดำที่หลอมรวมกับดาวนิวตรอน แต่สัญญาณจากเหตุการณ์นั้นไม่แรงพอที่นักวิทยาศาสตร์จะแน่ใจได้ว่าการตรวจจับนั้นเป็นเรื่องจริง การตรวจจับใหม่ทั้งสองทำให้เกิดการพบปะกันของหลุมดำและดาวนิวตรอน

หนึ่งในกิจกรรมใหม่ที่น่าเชื่อกว่าอีกเหตุการณ์หนึ่ง การควบรวมกิจการในวันที่ 5 มกราคม เกิดขึ้นในเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงเพียงหนึ่งในสองเครื่องของ LIGO และสัญญาณดังกล่าวมีความเป็นไปได้ค่อนข้างสูงที่จะเป็นสัญญาณเตือนที่ผิดพลาด มิลเลอร์กล่าว “ถ้านี่เป็นเพียงเหตุการณ์เดียว คุณจะไม่มั่นใจ” อย่างไรก็ตาม งานวันที่ 15 มกราคม “ดูค่อนข้างแข็งแกร่ง” เขากล่าว

การนัดพบครั้งยิ่งใหญ่ระหว่างดาวนิวตรอนและหลุมดำเกิดขึ้นเป็นประจำทั่วทั้งจักรวาล นักวิจัยประเมินว่าเหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นประมาณเดือนละครั้งภายใน 1 พันล้านปีแสงของโลกโดยอิงตามความเร็วของการตรวจจับ

ในคลาสสแมชอัปจักรวาลที่รายงานใหม่ ดาวนิวตรอน (ปรากฏเป็นสีส้มในการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เครื่องนี้ หลังจากที่วิดีโอซูมเข้า) และหลุมดำ (สีเทาเข้ม) หมุนวนเข้าด้านใน ทำให้เกิดคลื่นโน้มถ่วง (สีน้ำเงิน) ในการเต้นรำที่สิ้นสุดเมื่อ หลุมดำกลืนดาวนิวตรอน

นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบว่าดาวนิวตรอนและหลุมดำมาบรรจบกันได้อย่างไร พวกมันอาจก่อตัวรวมกันเป็นดาวสองดวงที่โคจรรอบกันและกันจนเชื้อเพลิงหมดและตาย โดยที่ดวงหนึ่งยุบลงในหลุมดำและอีกดวงหนึ่งก่อตัวเป็นดาวนิวตรอน หรือวัตถุทั้งสองอาจก่อตัวแยกจากกันและมาพบกันในบริเวณที่มีผู้คนหนาแน่นซึ่งเต็มไปด้วยดาวนิวตรอนและหลุมดำจำนวนมากบาคาร่าเว็บตรง