Vedci detekujú ďalšie kolo gravitačných vĺn

Svet bol ohromený, keď vedci z observatória Laser-Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) vo februári oznámili, že konečne zistili gravitačné vlny, ktoré riešili storočné vyšetrovanie, ktoré začalo s Albertom Einsteinom.

No, držte sa zadku - superstars LIGO to urobili znova. Len niekoľko mesiacov po tom, čo urobili merania prvých gravitačných vlnových signálov, sa LIGO nástrojom podarilo detekovať gravitačné vlny druhýkrát - opäť v dôsledku pár čiernych dier, ktoré narazili do seba - toto minulé Vianoce. Výsledky sú publikované v poslednom čísle časopisu Fyzické prehľadové listy.

Na tlačovej konferencii Americkej astronomickej spoločnosti v San Diegu dnes hovorca Gabriela González, hovorkyňa LIGO pre vedeckú spoluprácu (LSC), nadšene pochválil schopnosť detektorov LIGO - ktoré ešte nie sú v plnej kapacite - na to, aby sa dostali k týmto detektorom. slabé signály. „Napriek tomu, že tieto bytosti sú tak malé, tieto nástroje LIGO na Zemi veľmi jasne zistili tieto gravitačné vlny,“ povedala. „S týmto vám teraz môžeme povedať, že sa práve začala éra astronómie gravitačných vĺn.“

Ďalší vedci spoločnosti LIGO zopakovali Gonzàlezovu radosť a prekvapenie, keď v priebehu jedného roka zistili ďalší pár binárnych čiernych dier.

"Nikdy by som netušil, že by sme boli takí šťastní, že v prvých mesiacoch pozorovaní by sme nemali len jednu, ale dve definitívne binárne detekcie čiernych dier," povedal Chad Hanna, astrofyzik na Penn State University, ktorý je členom LIGO, v tlačovej správe PSU.

Gravitačné vlny sa často označujú ako vlnky v časopriestore spôsobené prítomnosťou hmoty. Nemusia to nevyhnutne robiť čokoľvek, ale sú dôležitým ukazovateľom, že gravitácia, existuje, Gravitačné vlny v podstate nesú informácie o povahe gravitácie, prečo a ako väčšie masy ukladajú gravitačné účinky na menšie masy a ďalšie.

Decembrový signál bol výsledkom dvojice čiernych dier štrnásť a osemnásobok hmotnosti Slnka, resp. Kolidujúcich do seba, aby vytvorili jednu masívnu čiernu dieru asi 21-násobnú hmotnosť Slnka. pred rokmi. Je to podstatne menšia udalosť ako prvá fúzia čiernych dier pozorovaná v septembri - pozostávajúca z dvojice čiernych dier 29 a 36-násobne masívnejších ako slnko, resp. Vyháňa viac energie ako všetky hviezdy vesmíru dohromady - ale to nie je negatívne.

Pozorovanie gravitačných vĺn produkovaných slabšou nebeskou udalosťou je v skutočnosti povzbudzujúcim vývojom. Ak vedci chcú hlbšie študovať gravitačné vlny, budú chcieť urobiť čo najviac meraní zo všetkých druhov kozmických javov. Na to, aby sa nástroje LIGO dostali na niečo menej masívne, je to silný krok vpred.

Je veľmi dôležité, že tieto čierne diery boli oveľa menej masívne ako tie, ktoré boli pozorované pri prvej detekcii, povedal González v tlačovej správe vydanej MIT. „Kvôli ich ľahším hmotám v porovnaní s prvou detekciou strávili viac času - asi jednu sekundu - v citlivom pásme detektorov. Je to sľubný začiatok mapovania populácií čiernych dier v našom vesmíre. “

Na konferencii AAS David Reitze, výkonný riaditeľ projektu LIGO, potvrdil plány na zvýšenie citlivosti detektorov o 15 až 25 percent pred ďalším spustením tohto jesene. „Budúcnosť bude plná binárnych fúzií čiernych dier pre LIGO,“ povedal. „Budeme vidieť oveľa viac z nich.“ Naznačil tiež, že LIGO vyhľadáva udalosti iné ako binárne fúzie čiernych dier; kolízia binárnych neutrónových hviezd by sa mohla čoskoro odhaliť.

Výsledky tiež naznačujú, že fúzie čiernych dier sú oveľa bežnejšie, ako sa pôvodne domnievali vedci.

Gravitačné vlny sú krajný ťažko merateľné, pretože sú slabé. Vedci merajú gravitačné vlny cez nástroj známy ako interferometer, ktorý v podstate produkuje špecializovaný laser bežiaci cez veľmi veľké vzdialenosti, ktorý je dostatočne citlivý na detekciu prítomnosti týchto signálov pohybujúcich sa cez.

LIGO používa dva rôzne interferometre (jeden v Livingstone, Louisiane a jeden v Hanforde vo Washingtone) ako spôsob, ako merať vlny a overovať, že signál je gravitačná vlna, a nie iba aberácia spôsobená lokálnym geologickým pohybom alebo inými faktormi.

Hoci LIGO funguje už od roku 2002, dôvodom, prečo začíname vlastne nájsť gravitačné vlny, je veľký upgrade oboch interferometrov (plus talianskeho interferometra so sídlom v Taliansku), ktorý prešiel minulý rok. V skutočnosti, prvé signály boli nájdené len dni po dokončení aktualizácií. Netreba dodávať, že tieto renovácie vždy prevyšujú očakávania.

Spoločnosť Reitze, ktorá opisuje budúce projekty spoločnosti LIGO, diskutovala o plánoch na vybudovanie ďalšieho detektora v Indii. „Dúfajme, že do budúceho desaťročia pôjdeme s piatimi detektormi,“ povedal tiež s odkazom na detektory Hanford a Livingston, taliansku Pannu a KAGRA, ktorá je v súčasnosti vo výstavbe v Japonsku; dúfa, že mať viac detektorov umožní výskumníkom, aby nielen zametali väčšie pole oblohy pre gravitačné vlny, ale aj lepšie lokalizovať v procese podobnom triangulácii.

Nové zistenia nie sú len dodatočným súborom údajov pre rastúci katalóg údajov o gravitačných vlnách. Vedci očakávajú, že tieto čísla využijú ako súčasť úsilia vytvoriť predpovede o tom, aké druhy udalostí budú produkovať merateľné gravitačné vlny, kde sa tieto udalosti vyskytli, a kedy očakávať, že tieto gravitačné vlny dosiahnu Zem.

„Určite uvidíme oveľa viac čiernych dier, snáď binárnych neutrónov, a ak budeme mať šťastie, supernova,“ povedal Reitze na konferencii AAS. „Astronómia gravitačných vĺn je reálna. Boli tu."