Op 29 mei 2023 heeft een van de twee Amerikaanse LIGO-detectoren een zwaartekrachtsgolf geregistreerd met onverwachte eigenschappen. De bron is vermoedelijk een botsing van een neutronster en een bijzonder zwart gat.
Het signaal is kort na de start in mei 2023 van de vierde meetperiode van de LIGO-Virgo-Kagra samenwerking gemeten door de LIGO-detector in Hanford. Met slechts een actieve detector was de oorsprong van het signaal niet op de hemelbol aan te wijzen. Maar de ruimtetijdtrilling zelf duidt op een onverwachte oorsprong.
Analyses van het trillingspatroon van GW230529 luidt op een botsing van een object van 1.2 tot 2 zonsmassa’s, vermoedelijk een neutronster, met een object dat iets meer dan tweemaal zo zwaar was.
Mass gap
Vooral dat tweede object intrigeert de deskundigen, omdat er in theorie eigenlijk geen zwarte gaten tussen 2 en 5 zonsmassa’s lijken te kunnen bestaan. Dit wordt het mass gap genoemd en lijkt te maken te hebben met de vormingsgeschiedenis van zwarte gaten die overblijven als een ster opbrandt en implodeert.
Het gevonden signaal biedt op zich onvoldoende houvast voor de conclusie dat het mass gap niet bestaat, zegt officieel woordvoerder Jess McIver van LIGO over de waarneming. Wel maakt het duidelijk dat LIGO-Virgo-Kagra ook dit soort signalen zal kunnen gaan oppikken.
Interferometers
LIGO en Virgo zijn zogeheten interferometers die minieme afstandvariaties kunnen meten in een systeem van laserstralen. LIGO-detectoren hebben daartoe twee laserarmen van 4 kilometer lang haaks op elkaar. In Virgo bij Pisa zijn de optische armen drie kilometer elk. Een passerende zwaartekrachtsgolf vervormt de armen, waardoor de laserpatronen even veranderen. Zulke signalen werden in 2015 voor het eerst gemeten.
De huidige vierde meetperiode O4 van het consortium begon in 2023 met vooral de twee LIGO-detectoren en kort ook Kagra in Japan. De Europese Virgo-detector besloot toen nog niet mee te doen, omdat de gevoeligheid van de detector nog niet optimaal was gebleken.
Vierde meetronde
Komende week begint de tweede helft van meetronde O4 die tot voorjaar 2025 gaat duren, en nu doet Virgo ook mee met voldoende gevoeligheid. Nikhef is een van de hoofdpartners in Virgo.
Het resultaat van event GW230529 is vrijdag op een conferentie in de VS gepresenteerd en op de website arxiv voorgepubliceerd. Bij de analyses waren ook experts van Nikhef betrokken.