Sežrání neutronové hvězdy. Kredit: NSHB.

Gravitační astronomové získali skvělý skalp. Poprvé se jim podařilo spolehlivě detekovat gravitační vlny, která rozvířila pozoruhodná extrémní událost, během níž černá díra sežrala neutronovou hvězdu. Vlastně to byly hned dvě takové události. Gravitační observatoře zachytily jeden signál tohoto druhu 5. ledna 2020 a druhý signál o 10 dní později, tedy 15. ledna 2020. Podobné gravitační vlny byly pozorovány již dříve. Zmíněné signály jsou ale první (a druhý) tohoto druhu, které byly oficiálně potvrzené.

Vivien Raymond. Kredit: Cardiff University.

Gravitační observatoře už dříve detekovaly kataklyzmatické srážky dvou černých děr, a také dvou neutronových hvězd. Jak říká člen týmu observatoře LIGO Vivien Raymond z institutu Gravity Exploration Institute na irské Cardiff University, přesně tohle jim chybělo do skládačky – srážka černé díry s neutronovou hvězdou. Teď už máme obrázek extrémních srážek kompletní, alespoň pokud jde o známé objekty.

První ze dvou zmíněných událostí nese označení GW200105. Badatelé jsou přesvědčeni, že jsme se stali svědky dávného splynutí černé díry o hmotnosti cca 9 Sluncí s neutronovou hvězdou, jejíž hmota odpovídala 1,9 Sluncím. Tento signál vlastně detekovala pouze dvě pracoviště, LIGO Livingston and Virgo. Druhé pracoviště observatoře LIGO, čili LIGO Hanford, bylo tou dobou mimo provoz. Přesto byl tento signál dost silný na to, aby jej bylo možné spolehlivě potvrdit. Badatelé spočítali, že v tomto případě sežrala černá díra neutronovou hvězdu ve vzdálenosti 900 milionů světelných let. Zároveň ale bohužel nebyli schopni přesněji určit, z které oblasti vesmíru signál přiletěl.

Západní rameno observatoře Virgo. Kredit: Jérôme Degallaix / Wikimedia Commons.

Druhá z událostí, označená jako GW200115, se odehrála zhruba ve vzdálenosti 1 miliardy světelných let. Černá díra o hmotnosti 6 Sluncí tam pozřela neutronovou hvězdu o váze 1,5 Sluncí. Gravitační vlny tentokrát zachytily všechna zmíněná pracoviště, takže bylo možné poněkud zúžit oblast oblohy, odkud tento signál pochází, na rozlohu cca 3 tisíc úplňků.

Na rozdíl od dnes již legendární detekce srážky dvou neutronových hvězd v roce 2017 klasické teleskopy tentokrát nezachytily žádné elektromagnetické záření, které bychom mohli spojit s událostmi GW200105 a GW200115. Vysvětlení mohou být různá. Jde o vzdálené události a jejich případná světelná show mohla být příliš slabá na to, abychom ji detekovali. Další možností je, že černá díra prostě neutronovou hvězdu spolkla a nic nevykrkla. Když se srazí dvě neutronové hvězdy, tak je to jiné. Dojde ke spektakulární explozi.

Video: Neutron star-black hole merger

Literatura

Physics World 29. 6. 2021.

Astrophysical Journal Letters 915: L5.