Tidigare i år, ett internationellt team av forskare tillkännagav den andra upptäckten av en gravitationsvågsignal från kollisionen mellan två neutronstjärnor. Händelsen, heter GW190425, är förbryllande:Den kombinerade massan av de två neutronstjärnorna är större än något annat observerat binärt neutronstjärnsystem. Den sammanlagda massan är 3,4 gånger massan av vår sol.

En binär neutronstjärna som denna massiva har aldrig setts i vår galax, och vetenskapsmän har blivit mystifierade över hur det kunde ha bildats – fram till nu. Ett team av astrofysiker från ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) tror att de kan ha svaret.

Binära neutronstjärnor sänder ut gravitationsvågor – krusningar i rumtiden – när de kretsar runt varandra, och forskare kan upptäcka dessa vågor när neutronstjärnorna smälter samman. Gravitationsvågorna innehåller information om neutronstjärnorna, inklusive deras massor.

Gravitationsvågorna från den kosmiska händelsen GW190425 berättar om en binär neutronstjärna som är mer massiv än någon neutronstjärna-binär tidigare observerad, antingen genom radiovågs- ​​eller gravitationsvågsastronomi. En färsk studie ledd av OzGrav Ph.D. student Isobel Romero-Shaw från Monash University föreslår en formationskanal som förklarar både den höga massan av denna binär och det faktum att liknande system inte observeras med traditionella radioastronomitekniker.

Romero-Shaw säger, "Vi föreslår att GW190425 bildades genom en process som kallas "instabil case BB mass transfer, " ett förfarande som ursprungligen definierades 1981. Det börjar med en neutronstjärna som har en stjärnpartner:en helium (He) stjärna med en kol-syre (CO) kärna. Om heliumdelen av stjärnan expanderar tillräckligt långt för att uppsluka neutronstjärnan, detta heliummoln slutar med att trycka binären närmare varandra innan den försvinner. Stjärnans kol-syrekärna exploderar sedan i en supernova och kollapsar till en neutronstjärna."

Binära neutronstjärnor som bildas på detta sätt kan vara betydligt mer massiva än de som observeras genom radiovågor. De smälter också samman väldigt snabbt efter supernovaexplosionen, vilket gör dem osannolikt att fångas i radioastronomiundersökningar.

"Vår studie påpekar att processen med instabil massöverföring av fall BB kan vara hur det massiva stjärnsystemet bildades, säger Romero-Shaw.

OzGrav-forskarna använde också en nyligen utvecklad teknik för att mäta excentricitet av binären — hur mycket stjärnsystemets omloppsform avviker från en cirkel. Deras resultat överensstämmer med instabilt fall BB massöverföring.

Nuvarande markbaserade gravitationsvågsdetektorer är inte tillräckligt känsliga för exakt mäta excentriciteten; dock, framtida detektorer—som rymdbaserad detektor LISA, beräknas lanseras 2034 – kommer att göra det möjligt för forskare att dra mer exakta slutsatser.