Hat ein Gammastrahlenstoß die Schwerkraftwellenerkennung von LIGO begleitet?

Die Ankündigung der letzten Woche, dass Gravitationswellen (GW) zum ersten Mal entdeckt wurden – als Ergebnis der Fusion zweier Schwarzer Löcher – ist eine große Neuigkeit. Aber jetzt macht ein Gammastrahlen-Ausbruch (GRB), der vom selben Ort stammt und 0,4 Sekunden nach dem GW auf der Erde eintraf, Neuigkeiten. Isolierte Schwarze Löcher sollen keine GRBs erzeugen. Sie müssen in der Nähe einer großen Menge an Materie sein, um dies zu tun.

Das Fermi-Teleskop der NASA erkannte den GRB nur 0,4 Sekunden nach dem Eintreffen der Wellen vom selben Punkt wie der GW. Obwohl wir nicht absolut sicher sein können, dass die beiden Phänomene aus derselben Fusion mit Schwarzen Löchern stammen, berechnet das Fermi-Team die Wahrscheinlichkeit, dass dies ein Zufall ist, auf nur 0,0022%. Das ist eine ziemlich solide Korrelation.

Was ist hier los? Schauen wir uns zur Unterstützung ein wenig an, was wir dachten, als LIGO Gravitationswellen entdeckte.

Unser Verständnis war, dass sich die beiden Schwarzen Löcher lange Zeit umkreisten. Dabei hätte ihre massive Schwerkraft den Bereich um sie herum von Materie befreit. Bis sie fertig waren, sich zu umkreisen und zu verschmelzen, wären sie im Weltraum isoliert gewesen. Aber jetzt, da ein GRB entdeckt wurde, brauchen wir eine Möglichkeit, dies zu erklären. Wir brauchen mehr Materie, um präsent zu sein.

Laut Abraham Loeb von der Harvard University ist das fehlende Teil dieses Puzzles ein massereicher Stern – selbst das Ergebnis eines binären Sternensystems, das sich zu einem vereinigt – ein paar hundert Mal größer als die Sonne, die zwei schwarze Löcher hervorgebracht hat. Ein Stern dieser Größe würde ein Schwarzes Loch bilden, wenn er seinen Treibstoff erschöpft und zusammenbricht. Aber warum sollte es zwei schwarze Löcher geben?

Laut Loeb könnte der Stern, wenn er sich mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit dreht – knapp unterhalb seiner Aufbrechfrequenz – tatsächlich zwei kollabierende Kerne in einer Hantelkonfiguration und damit zwei schwarze Löcher bilden. Aber jetzt würden diese beiden Schwarzen Löcher nicht im Weltraum isoliert sein, sondern sich tatsächlich in einem massiven Stern befinden. Oder was von einem übrig war. Die Überreste des massiven Sterns sind die fehlende Materie.

Wenn die schwarzen Löcher zusammengefügt würden, würde ein Abfluss erzeugt, der den GRB erzeugen würde. Oder der GRB stammte "aus einem Strahl, der aus der Akkretionsscheibe von Resttrümmern um den BH-Rest stammt", so Loebs Artikel. Warum also die Verzögerung von 0,4 s? Dies ist die Zeit, die der GRB benötigt, um den Stern relativ zu den Gravitationswellen zu überqueren.

Es klingt nach einer schönen, ordentlichen Erklärung. Aber, wie Loeb bemerkt, gibt es einige Probleme damit. Die Hauptfrage ist, warum der GRB so schwach oder schwach war. In Loebs Artikel heißt es: "Der beobachtete GRB kann nur eine Spitze in einem längeren und schwächeren Übergang unterhalb der GBM-Erkennungsschwelle sein."

Aber war der GRB wirklich schwach? Oder war es überhaupt real? Die Europäische Weltraumorganisation verfügt über ein eigenes Raumschiff zur Erkennung von Gammastrahlen namens Integral. Integral konnte das GRB-Signal nicht bestätigen, und laut dieser Veröffentlichung war das Gammastrahlensignal doch nicht real.

Wie sie im Showbusiness sagen: "Bleiben Sie dran."

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