Odkrycie pierwszych fal grawitacyjnych za pomocą detektora LIGO otworzyło nam zupełnie nowe okno na przestrzeń kosmiczną. Po raz pierwszy naukowcy mogli zobaczyć w danych obserwacyjnych zderzenia obiektów takich jak czarne dziury, czy gwiazdy neutronowe. W maju ubiegłego roku w falach grawitacyjnych wykryto zderzenie, którego do teraz nie udało się wyjaśnić.
Sytuacja wygląda tak, że wiemy, iż doszło do potężnego zderzenia, w którym w przestrzeń kosmiczną wyemitowane zostały fale grawitacyjne. Więcej, wiemy, że jednym z „uczestników” zderzenia była gwiazda neutronowa.
Problem stanowi jednak ustalenie tego, z czym ta gwiazda neutronowa się zderzyła. Wszystko bowiem wskazuje na to, że jest to obiekt, którego masa znajduje się gdzieś między masą najmasywniejszej znanej gwiazdy neutronowej a najlżejszej znanej czarnej dziury.
Mamy zatem do czynienia ze zderzeniem, którego uczestnikiem był obiekt z tzw. luki masowej. Nigdy wcześniej takiego obiektu w zderzeniu jeszcze nie obserwowano. Jedno jest pewne: choć nie wiemy, czym jest ten obiekt, to teraz wiemy, że one faktycznie istnieją. Więcej, sam fakt, że udało nam się taki obiekt wykryć, wskazuje na to, że muszą one powszechnie występować we wszechświecie.
Warto tutaj zwrócić uwagę, że tak naprawdę mówimy o tej samej klasie obiektów kosmicznych. Zarówno gwiazdy neutronowe, jak i czarne dziury o masie gwiazdowej powstają w ten sam sposób, tj. w eksplozji masywnej gwiazdy pod koniec jej życia. Zewnętrzne warstwy gwiazdy wyrzucane są gwałtownie w przestrzeń międzygwiezdną, a po rozszarpanej gwieździe pozostaje jedynie albo czarna dziura, albo gwiazda neutronowa. O tym, czym ta pozostałość będzie, decyduje pierwotna masa gwiazdy, która uległa eksplozji. Gwiazdy o masie do 30 mas Słońca produkują gwiazdy neutronowe, których masy nie przekraczają 2,3 masy Słońca. Jeżeli gwiazda jest znacznie masywniejsza, to i pozostałość po niej jest dużo masywniejsza i wtedy jest już czarną dziurą. Najlżejsze znane czarne dziury o masie gwiazdowej mają masę rzędu 5 mas Słońca.
Jak dotąd naukowcom udało się odkryć zaledwie kilka obiektów o masie między 2,3 a 5 mas Słońca i jak dotąd nie wiadomo, czy są to gwiazdy neutronowe, czy czarne dziury.
W opisywanym przypadku, w falach grawitacyjnych skatalogowanych pod numerem GW230529 udział z pewnością wzięła udział gwiazda neutronowa o masie między 1,2 a 2 masami Słońca. Drugi jednak obiekt miał masę między 2,5 a 4,5 masy Słońca. Możliwe zatem, że jest to najmniejsza znana czarna dziura. Nie ma co do tego pewności, ale gdyby to była gwiazda neutronowa, znacząco przekraczałaby ograniczenia teoretyczne. Fakt odkrycia zderzenia takiego obiektu z gwiazdą neutronową jest iście fascynujący.