LIGO- og VIRGO-gravitasjonsobservatoriene oppdaget for første gang samtidig en utbrudd av gravitasjonsbølger generert av sammenslåingen av to sorte hull og lokaliserte kilden - en av galaksene i stjernebildet Hours, sa deltakerne i VIRGO- og LIGO-samarbeidet og snakket på en pressemelding på møtet med G7-ministrene på italiensk. Torino.
“Kombinasjonen av LIGO og VIRGO økte ikke bare lokaliseringsnøyaktigheten til gravitasjonsbølgekilder med 20 ganger, men tillot oss også å søke etter spor av gjenstander som genererer gravitasjonsbølger i andre typer stråling. I dag gikk vi virkelig inn i en tid med full gravitasjonsastronomi,”sa David Shoemaker, leder for LIGO-samarbeidet.
Leter etter fold av rom-tid
LIGO gravitasjonsbølgedetektor ble bygget i 2002 i henhold til prosjekter og planer som ble utviklet av Kip Thorn, Rainer Weiss og Ronald Drever på slutten av 1980-tallet. På den første fasen av arbeidet, som varte i 8 år, klarte ikke LIGO å oppdage "Einstein" -svingningene i romtid, hvoretter detektoren ble slått av og de neste 4 årene brukte forskere på å oppdatere og øke følsomheten.
Denne innsatsen betalte seg - i september 2015, nesten umiddelbart etter inkluderingen av den oppdaterte LIGO, oppdaget forskere et utbrudd av gravitasjonsbølger generert ved å slå sammen sorte hull med en total masse på 53 soler. Deretter registrerte LIGO tre flere gravitasjonsbølger, hvorav bare en ble offisielt anerkjent av det vitenskapelige samfunnet.
Forskere vet ikke nøyaktig hvor kildene til disse gravitasjonsbølgene var lokalisert - på grunn av det faktum at LIGO bare har to detektorer, klarte de bare å isolere en ganske smal stripe på nattehimmelen der disse svarte hullene kunne være. Inne i den, til tross for sin beskjedne størrelse, er det millioner av galakser, noe som gjør søket etter "sluttproduktet" av disse sammenslåingene praktisk talt ubrukelig.
I juni i år gjenopptok den europeiske "fetteren" til LIGO, VIRGO gravitasjonsobservatorium, bygget i nærheten av Pisa, Italia i 2003, sitt arbeid. Driften av VIRGO ble avbrutt i 2011, hvoretter observatoriets ingeniørteam gjennomførte en dyp modernisering, og brakte den nærmere følsomhet til det nåværende nivået av LIGO.
Kampanjevideo:
Alle inspeksjoner av VIRGO-detektorene var fullført innen 1. august i år, og nå har observatoriet startet felles observasjoner med to LIGO-detektorer. Dens følsomhet er litt lavere enn det amerikanske gravitasjonsteleskopet, men dataene den mottar gjør det mulig å løse to store vitenskapelige problemer - for å forbedre kvaliteten og påliteligheten til signalet som mottas av LIGO, og for å bestemme den "tredimensjonale" posisjonen til kilden til gravitasjonsbølger.
Einstein triangulering
Forskere oppnådde de første resultatene uventet raskt - allerede den 14. august klarte de å oppdage sprengningen GW170814, som stammer fra en fjern galakse i en avstand på 1,8 milliarder lysår fra jorden. Som i de tre foregående tilfellene ble disse bølgene generert av uvanlig store sorte hull, hvis masser var 30,5 og 25 ganger større enn solen. Under fusjonen deres fordampet omtrent tre solmasser og ble brukt på utslipp av gravitasjonsbølger.
Bruken av tre detektorer gjorde det mulig for forskere å øke nøyaktigheten av å lokalisere kilden til gravitasjonsbølger betydelig - galaksen der de svarte hullene som genererte dem ligger, ligger i et lite område av himmelen i stjernebildet Hours på nattehimmelen på den sørlige halvkule av jorden. I tillegg planlegger forskere å bruke disse dataene til å søke etter mulige spor etter dette utbruddet i radio- og røntgenområdet.
En av særegenheter ved den europeiske detektoren, som lagt til av Jo van den Brand, leder for VIRGO-samarbeidet, er at den har en litt annen retning enn et par av sine amerikanske kolleger. Dette gjør at forskere kan bruke dem til å måle polarisasjonen av gravitasjonsbølger og teste noen av hovedbestemmelsene i relativitetsteorien, samt å søke etter parallelle verdener.
Det var ingen sensasjon i dette tilfellet - foreløpig analyse av dataene som ble samlet inn av LIGO og VIRGO under dette utbruddet viser at gravitasjonsbølger beveger seg gjennom rommet og oppfører seg nøyaktig slik Einsteins teori forutsa. I fremtiden, når følsomheten til LIGO og VIRGO økes, håper forskere å finne et definitivt svar på dette spørsmålet.
Skomakeren bemerket at LIGO-detektorene ble slått av 25. august for å tilnærme doble nøyaktigheten. Denne "oppgraderingen", sa han, vil utvide observatoriets horisont med omtrent ni ganger, og vil tillate spor etter sammenslåing av sorte hull nesten hver uke.
