Was ist die "hypothesierte untere Massenlücke" zwischen 2,5 und 5 Sonnenmassen?

Die Suche hier nach "Massenlücke" ergibt noch nichts. Penn State Schwarzes Loch oder Neutronenstern? LIGO-Virgo-Wissenschaftler finden mysteriöses Objekt in „Massenlücke“ beginnt:

Wenn die massereichsten Sterne sterben, kollabieren sie unter ihrer eigenen Schwerkraft und hinterlassen schwarze Löcher; Wenn Sterne mit etwas weniger Masse sterben, explodieren sie und hinterlassen dichte, tote Überreste von Sternen, die Neutronensterne genannt werden. Seit Jahrzehnten wundern sich Astronomen über eine Massenlücke zwischen Neutronensternen und Schwarzen Löchern: Der schwerste bekannte Neutronenstern hat nicht mehr als die 2,5-fache Masse unserer Sonne oder 2,5 Sonnenmassen, und das leichteste bekannte Schwarze Loch ist es etwa 5 Sonnenmassen. Die Frage blieb: Liegt etwas an dieser sogenannten Massenlücke?

und sagt später:

„Dies wird die Art und Weise verändern, wie Wissenschaftler über Neutronensterne und Schwarze Löcher sprechen“, sagte Co-Autor Patrick Brady, Professor an der University of Wisconsin, Milwaukee, und Sprecher der LIGO Scientific Collaboration. „Die Massenlücke existiert möglicherweise überhaupt nicht, sondern könnte auf Einschränkungen der Beobachtungsfähigkeiten zurückzuführen sein. Die Zeit und weitere Beobachtungen werden es zeigen.“

Das Papier ist der ApJ-Brief GW190814 vom 23. Juni 2020 : Gravitationswellen aus der Koaleszenz eines Schwarzen Lochs mit 23 Sonnenmassen mit einem kompakten Objekt mit 2,6 Sonnenmassen, in dem es heißt:

Die sekundäre Masse von GW190814 liegt in der hypothetischen unteren Massenlücke von 2,5–5 M (Bailyn et al. 1998 ; Özel et al. 2010 ; Farr et al. 2011 ; Özel et al. 2012 ) zwischen bekannten NSs und BHs.

Frage: Ich interessiere mich für die Verwendung des Wortes "hypothesiert" hier. Ist die besagte Hypothese, dass es überhaupt eine Massenlücke gibt (im Gegensatz dazu, dass es keine Massenlücke gibt) oder sollte es eine Massenlücke sein ? Mit anderen Worten, ist die beobachtete untere Massenlücke streng genommen eine Beobachtung, oder ist sie etwas, was zumindest einige vorhersagen sollten?

Es gibt eine weitere Massenlücke, die bei etwa 45 M beginnt im Zusammenhang mit der Obergrenze von Schwarzen Löchern mit stellarer Masse


In der Publikumspresse veröffentlichte beispielsweise Forbes Ist LIGO im Begriff, die Theorie einer „Massenlücke“ zwischen Neutronensternen und Schwarzen Löchern zu zerstören? aber das Wort "Theorie" kommt nirgendwo sonst in dem Artikel vor, also gehe ich davon aus, dass es keine solchen Theorien gibt.

Es enthält jedoch eine wirklich interessante Aussage:

Die jüngsten Mikrolinsenstudien nutzen Daten der ESA-Mission Gaia und finden keinerlei Beweise für diese angebliche Massenlücke. Stattdessen haben sie eine Reihe interessanter Mikrolinsenkandidaten mit genau der Masse entdeckt, die Sie benötigen, um diese sogenannte Lücke zu füllen.

Interessant, dass wir von „The Theory of a Mass Gap“ am Anfang zu „dieser sogenannten Lücke“ am Ende übergehen.

Obwohl die Frage lang ist, ist es durchaus möglich, dass sie in ein oder zwei Sätzen beantwortet werden kann.
FWIW, die theoretisierte obere Massenlücke, ist auf Paarinstabilitäts-Supernovae zurückzuführen , die den Stern vollständig stören. Dieses Diagramm zeigt die verschiedenen Arten von Supernova-Überresten, gibt aber nur die Masse des Vorläufersterns an, nicht die des Überrests.

Antworten (1)

Die „Massenlücke“ ist ein beobachtetes Defizit in der Anzahl kompakter Objekte mit einer Masse zwischen 2,5 und 5 Sonnenmassen.

Die "Massenlücke" wird/wurde nicht verstanden. Solche Objekte können selten sein, weil sie schwer zu entdecken sind oder weil etwas im Supernova-Prozess zu einer Gabelung zwischen den massereichsten Neutronensternen und den masseärmsten Schwarzen Löchern führt.

Die Ozel et al. Referenzen in Ihrer Frage füllen die Details aus. Siehe auch https://astronomy.stackexchange.com/a/8280/2531