Wenn Gravitationswellen aus der Verschmelzung von Schwarzen Löchern (BH) und Neutronensternen (NS) nachgewiesen wurden, warum gibt es dann keine Erfassung von Schwarzen Löchern, die mit Neutronensternen verschmelzen?
Warum sollte eine BH-NS-Verschmelzung ein selteneres Ereignis sein als BH-BH und NS-NS?
Ich glaube, wir haben noch keine klare Antwort. LIGO hoffte, Verschmelzungen von Schwarzen Löchern (BH) und Neutronensternen (NS) zu entdecken, doch die BH-Verschmelzungen werden häufiger beobachtet, teils weil sie lauter sind und LIGO sie daher aus größerer Entfernung sehen kann, teils weil die 20- 40 von LIGO beobachtete BHs mit Sonnenmasse sind häufiger als erwartet.
BHs dieser Größe können durch die Supernova-Implosion eines massereichen Sterns gebildet werden, aber auf diese Weise gebildete BHs sollten ziemlich selten sein. Sie können auch durch die Verschmelzung zweier kleinerer BHs entstehen – und genau das hat LIGO beobachtet! Es scheint wahrscheinlich, dass diese größeren (aber immer noch stellare Masse) BHs durch frühere Fusionen entstanden sind.
Letztendlich hängt die Häufigkeit von LIGO-Erkennungen also von zwei Dingen ab: Der tatsächlichen Verteilung von Objekten in Doppelsystemen: NS-NS, NS-BH und BH-BH und der Lautstärke/Helligkeit der Gravitationswellen, die von der Verschmelzung ausgesandt werden.
Im Allgemeinen bilden sich Schwarze Löcher aus massereicheren Sternen als Neutronensternen, und das bedeutet seltenere Sterne. (Umso mehr, je massereicher ein Stern ist, desto schneller verliert er Masse durch Sternwinde.)
NS-NS-Systeme stammen also von weniger massereichen Sternpaaren. NS-BH-Systeme bilden sich auf die gleiche Weise, aber einer der ursprünglichen Sterne ist massereicher, als es zu einem NS führen würde. Andererseits stammen die BH-BH-Systeme, die wir entdecken, wahrscheinlich von BHs, die selbst das Ergebnis von Verschmelzungen in sehr dichten stellaren Umgebungen waren.
Folglich würden wir nicht erwarten, dass NS-BH-Verschmelzungen besonders mit BH-BH-Verschmelzungen korrelieren würden, da ihre Vorläufersysteme durch unterschiedliche Mechanismen gebildet werden. Aber wir würden erwarten, dass NS-BH-Fusionen seltener sind als NS-NS-Fusionen, da die Vorläufersysteme seltener sind.
Da ist ein bisschen Handwinken dabei! Ich werde versuchen, einige Papiere zu diesem Thema zu finden – es muss eine Menge geben.
Peterh
Chappo hat Monica nicht vergessen
ProfRob