Znanstvenici otkrivaju još jedan krug gravitacijskih valova

Svijet je bio zapanjen kada su znanstvenici u opservatoriju za laserske interferote za laserske frekvencije (LIGO) u veljači objavili da su napokon otkrili gravitacijske valove, rješavajući stoljetnu istragu koja je započela s Albertom Einsteinom.

Pa, držite svoje guzice - LIGO superzvijezde su to opet učinile. Nekoliko mjeseci nakon što su izvršili mjerenja prvih signala gravitacijskog vala, LIGO-ovi instrumenti su drugi put otkrili gravitacijske valove - opet rezultat par crnih rupa koje su se sudarale jedna s drugom - prošlog Božića. Nalazi su objavljeni u najnovijem broju časopisa Physical Review Letters.

Na tiskovnoj konferenciji koju je danas održalo Američko astronomsko društvo u San Diegu, Gabriela González, glasnogovornica LIGO znanstvene suradnje (LSC), uzbuđeno je pohvalila sposobnost LIGO detektora - koji još uvijek ne rade punom snagom - da pokupe takve slabi signali. "Unatoč tome što su oni tako sićušni, ovi instrumenti LIGO na Zemlji vrlo su jasno otkrili te gravitacijske valove", rekla je. "S ovim, možemo vam sada reći, astronomija gravitacijskog vala tek je počela."

Drugi znanstvenici LIGO-a ponovili su Gonzàlezovo oduševljenje - i iznenađenje - što su otkrili još jedan par binarnih crnih rupa unutar jedne godine.

"Nikad ne bih pogodio da ćemo biti tako sretni da imamo ne samo jednu, nego dvije definitivne binarne detekcije crnih rupa u prvih nekoliko mjeseci promatranja", rekao je Chad Hanna, astrofizičar s Penn State University povezan s LIGO-om, u PSU vijesti.

Gravitacijski valovi često se nazivaju valovima u prostor-vremenu uzrokovanim prisutnošću mase. Nisu nužno čini ništa, ali oni su važan pokazatelj da gravitacija, dobro, postoji, Gravitacijski valovi u biti nose informacije o prirodi gravitacije, zašto i kako veće mase nameću gravitacijske učinke na manje mase, i još mnogo toga.

Decembarski signal rezultat je para crnih rupa četrnaest i osam puta veće mase Sunca, koje se sudaraju u jednu i drugu da bi stvorile jednu masivnu crnu rupu oko 21 puta veću od Sunčeve mase od svega 1,4 milijarde. prije nekoliko godina. To je znatno manji događaj od prvog spajanja crne rupe u rujnu - koji obuhvaća par crnih rupa 29 i 36 puta masivnije od Sunca, i izbacuje više energije nego sve zvijezde svemira zajedno - ali to nije negativno.

Zapravo, promatranje gravitacijskih valova koje proizvodi slabiji nebeski događaj prilično je ohrabrujući razvoj. Ako se znanstvenici nadaju da će dublje istražiti gravitacijske valove, htjet će napraviti što više mjerenja, od svih vrsta kozmičkih pojava. Da bi instrumenti LIGO-a pokupili nešto manje masivno, snažan je korak naprijed.

Vrlo je značajno da su te crne rupe bile mnogo manje masivne od onih zabilježenih pri prvom otkrivanju, rekao je González u priopćenju koje je izdao MIT. “Zbog njihovih lakših masa u odnosu na prvu detekciju, proveli su više vremena - oko jedne sekunde - u osjetljivom pojasu detektora. To je obećavajući početak mapiranja populacija crnih rupa u našem svemiru."

Na konferenciji AAS-a, David Reitze, izvršni direktor LIGO projekta, potvrdio je planove za povećanje osjetljivosti detektora za 15 do 25 posto prije sljedeće voľnje ove jeseni. "Budućnost će biti puna binarnih spajanja crnih rupa za LIGO", rekao je. "Vidjet ćemo ih mnogo više." Također je nagovijestio LIGO-inu potragu za drugim događajima osim binarnih spajanja crnih rupa; Sudar binarnih neutronskih zvijezda, rekao je, također bi se mogao uskoro otkriti.

Rezultati također sugeriraju da su spajanja crnih rupa mnogo češća nego što su znanstvenici u početku mislili.

Gravitacijski valovi su ultra teško ih je izmjeriti zbog toga što su slabi. Znanstvenici mjere gravitacijske valove pomoću instrumenta poznatog kao interferometar, koji u osnovi proizvodi specijalizirani laser koji se proteže kroz vrlo velike udaljenosti i koji je dovoljno osjetljiv da detektira prisutnost tih signala kroz njih.

LIGO koristi dva različita interferometra (jedan u Livingstonu, Louisiana i jedan u Hanfordu, Washington) kao način za mjerenje valova i potvrdu da je signal gravitacijski val, a ne samo aberacija uzrokovana lokalnim geološkim kretanjem ili drugim čimbenicima.

Iako LIGO djeluje od 2002. godine, razlog zbog kojeg počinjemo zapravo pronalaziti gravitacijske valove je zahvaljujući velikoj nadogradnji oba interferometra (plus talijanski interferometar tvrtke Virgo) prošle godine. Zapravo, prvi signali su pronađeni samo nekoliko dana nakon što su nadogradnje završene. Nepotrebno je reći da su ta renoviranja uvijek iznad očekivanja.

Opisujući buduće projekte LIGO-a, Reitze je razgovarao o planovima za izgradnju još jednog detektora u Indiji. "Nadajmo se da ćemo u sljedećem desetljeću imati pet detektora", rekao je, također misleći na detektore Hanford i Livingston, talijansku Djevicu i KAGRA, koja je trenutno u izgradnji u Japanu; nadaju se da će više detektora omogućiti istraživačima da ne samo pomete veći dio neba za događaje gravitacijskog vala, već i bolje pronaći u procesu sličnom triangulaciji.

Nova saznanja nisu samo dodatni skup podataka za sada rastući katalog podataka o gravitacijskim valovima. Znanstvenici očekuju da će ove brojeve iskoristiti kao dio nastojanja da stvore predviđanja o tome koje će vrste događaja proizvesti mjerljive gravitacijske valove, gdje su se ti događaji dogodili, i kada očekivati ​​da će ti gravitacijski valovi stići do Zemlje.

"Sigurno ćemo vidjeti puno više crnih rupa, nadamo se binarnih neutrona, i ako budemo imali sreće, supernova", rekao je Reitze na konferenciji AAS. „Astronomija gravitacijskog vala je stvarna. Bili ovdje."