Τι μάθαμε από τα βαρυτικά κύματα

Η πρόσφατη ανακάλυψη βαρυτικών κυμάτων μας έδωσε κάποιες σημαντικές πληροφορίες για τις αστρικές μαύρες τρύπες. Μέχρι τώρα νομίζαμε ότι μπορούν να δημιουργηθούν αστρικές μαύρες τρύπες ως 25 ηλιακέ μάζες. Οι μαύρες τρύπες που συγχωνεύτηκαν, με αποτέλεσμα την εκπομπή βαρυτικών κυμάτων,είχαν 29 και 36 ηλιακές μάζες. Μέχρι τώρα ανακαλύπταμε μαύρες τρύπες έμμεσα, από την επίδραση στον συνοδό αστέρα τους (διπλοί ακτίνων Χ, όπου ο ένας έχει εξελιχθεί σε μαύρη τρύπα και συσσωρεύει υλικό από τον συνοδό του αστέρα, το οποίο εκπέμπει ακτίνες Χ κατά την διαδικασία συσσώρευσης). Με αυτήν την μέθοδο δεν είχαμε ανακαλύψει μαύρη τρύπα με μάζα πάνω από 20 ηλιακές. Τα πολύ μεγάλα αστέρια μπορεί αρχικά να έχουν πολλές δεκάδες ηλιακές μάζες, αλλά παρουσιάζουν μεγάλη απώλεια μάζας μέσω των ισχυρών αστρικών ανέμων τους. Στα 2 αστέρια που εξελίχθηκαν στις παραπάνω μαύρες τρύπες πρέπει να μην επικρατούσαν τόσο ισχυροί αστρικοί άνεμοι και να διατήρησαν το μεγαλύτερο μέρος της αρχικής μάζας τους. Επίσης το διπλό σύστημα επέζησε τις 2 εκρήξεις σουπερνόβα, που πολλές φορές είναι αρκετά ασύμμετρες, με αποτέλεσμα να απομακρύνονται τα μέλη του συστήματος.

Στο παραπάνω σχήμα φαίνεται η επίδραση του αστρικού ανέμου στο μέγεθος της μαύρης τρύπα που θα δημιουργηθεί από την κατάρρευση του αστεριού (κάθετος άξονας). Οι 2 μαύρες γραμμές εκφράζουν τις μάζες των μαύρων τρυπών που συγχωνεύτηκαν με συνέπεια την έκλυση βαρυτικών κυμάτων.

Συγνώμη, το ξέχασα, ο κάθετος άξονας εκφράζει την μεταλλικότητα του αστεριού σε ηλιακές μεταλλικότητες (όσο μικρότερη μεταλλικότητα, τόσο μεγαλύτερη μαύρη τρύπα)

Μα όσο μεγαλώνει η μεταλλικότητα, δεν μειώνεται ο αστρικός άνεμος, άρα αυξάνεται η μάζα( άρα και το μέγεθος) μιας μαύρης τρύπας;

Τα νεφελώματα με μεγάλη μεταλλικότητα <γεννάνε> μικρά αστέρια, επειδή καταρρέουν μικρότερα τμήματά τους σε μικρά αστέρια. Αυτό έχει να κάνει με την ικανότητα του εμπλουτισμένου νεφελώματος να αποβάλλει πιο εύκολα θερμότητα. Έτσι φαίνεται να μην δημιουργούνται σε αυτά πολύ μεγάλα αστέρια, που αργότερα μπορούν να δώσουν ανάλογα μεγάλες μαύρες τρύπες.

Ένας νέος κλάδος της αστρονομίας έχει πλέον εδραιωθεί και πρόκειται για την αστρονομία βαρυτικών κυμάτων.

Στην παρακάτω σελίδα της Αγγλικής Βικιπαίδειας συνοψίζονται όλα τα βαρυτικά κύματα που έχουν ανιχνευθεί μέχρι σήμερα.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_gravitational_wave_observations

Για παράδειγμα στις 17 Αυγούστου 2017 ανιχνεύθηκε το πρώτο βαρυτικό κύμα από συγχώνευση δύο αστέρων νετρονίων.

Στο μέλλον μπορεί λοιπόν να μάθουμε κι άλλα πολλά μελετώντας την αστρονομία βαρυτικών κυμάτων !

Στις 14 Αυγούστου 2019 τόσο ο αμερικανικός ανιχνευτής LIGO όσο και ο ευρωπαϊκός Virgo κατέγραψαν συγχρόνως βαρυτικό κύμα που προέρχεται από τη συγχώνευση ενός αστέρα νετρονίων με μια μαύρη τρύπα. Είναι η πρώτη φορά που εντοπίζεται πειραματικά ένα τέτοιο σύστημα αστέρα νετρονίων - μαύρης τρύπας και επιβεβαιώνει την θεωρητική πρόβλεψη για την ύπαρξη τέτοιων συστημάτων. Οι επιστήμονες είναι κατά 99% σίγουροι για το εύρημα τους, το οποίο έχει την κωδική ονομασία S190814bv .

Για περισσότερα :

https://www.sciencealert.com/we-might-have-just-caught-a-black-hole-in-the-act-of-eating-a-neutron-star

Πρόκειται για συγχώνευση των απομειναριών ενός διπλού αστέρα. Το σύστημα επιβίωσε και τις 2 εκρήξεις σουπερνόβα, μέσω των οποίων τα 2 αστέρια μεγάλης μάζας σχημάτισαν μια μαύρη τρύπα και έναν αστέρα νετρονίων. Αναμένουμε να ανακαλύπτονται βαρυτικά κύματα αρκετά συχνά στο άμεσο μέλλον.