Die Gravitationswellen-Beobachtung GW231123 vom 23. November 2023 wirft neue Fragen auf. Ursprünglich als Verschmelzung extrem massereicher Schwarzer Löcher interpretiert, legt eine aktuelle Studie nahe, dass gravitative Linseneffekte die Messdaten verzerrt haben könnten.
Ursprüngliche Interpretation mit ungewöhnlichen Massen
Das LIGO-Observatorium detektierte das Signal GW231123 während seiner vierten Beobachtungskampagne. Die Analyse des LIGO-Virgo-KAGRA-Konsortiums (LVK) ergab zwei Schwarze Löcher mit etwa 137 und 103 Sonnenmassen. Die kombinierte Masse lag zwischen 190 und 265 Sonnenmassen, was die Verschmelzung zu einem der massereichsten bekannten Ereignisse dieser Art machte.
Diese Werte stellten Astrophysiker vor Herausforderungen. Standardmodelle der Sternentwicklung sagen eine Lücke bei der direkten Entstehung Schwarzer Löcher zwischen etwa 60 und 130 Sonnenmassen voraus. Grund sind Paarinstabilitätsprozesse in besonders massereichen Sternkernen, die zur vollständigen Zerstörung des Sterns führen können.
Alternative Erklärung durch Linseneffekte
Ein Forschungsteam um Srashti Goyal schlägt nun eine alternative Interpretation vor. Laut ihrer in The Astrophysical Journal Letters veröffentlichten Studie könnte eine Vordergrundgalaxie das Gravitationswellensignal verstärkt haben, während ein kompakteres Objekt innerhalb dieses Gravitationsfeldes das Signal beugte.
Dieser kombinierte Linseneffekt hätte mehrere Konsequenzen:
- Die tatsächliche Entfernung des Ereignisses wäre größer als ursprünglich angenommen
- Die kombinierte Masse läge zwischen 100 und 180 Sonnenmassen
- Die scheinbar extrem hohen Spinraten der Schwarzen Löcher wären Artefakte der Beugung
Die statistische Signifikanz dieser Interpretation liegt bei etwa 2,6 Sigma. Dies gilt als interessanter Hinweis, erreicht aber nicht das übliche Entdeckungsniveau von 5 Sigma.
Offene Fragen und weitere Forschung
Die kurze Dauer des Signals von nur etwa 0,1 Sekunden erschwert die Analyse. Bisher wurde noch kein Gravitationswellenereignis zweifelsfrei als gelinst identifiziert. Die aktuelle Studie zeigt jedoch, wie Linseneffekte die Interpretation von Beobachtungsdaten beeinflussen können.
Künftige Beobachtungen mit empfindlicheren Detektoren könnten helfen, solche Effekte sicherer zu identifizieren. Bis dahin bleibt GW231123 ein interessanter Fall für die weitere Erforschung von Schwarzen Löchern und Gravitationslinsen.
Quellen
- Originalstudie in The Astrophysical Journal Letters
- LVK-Wissenschaftszusammenfassung zu GW231123