Учените откриват още един кръг от гравитационни вълни

Светът беше зашеметен, когато учените от обсерваторията на гравитационните вълни на лазерния интерферометър (LIGO) обявиха през февруари, че най-накрая са открили гравитационни вълни, решавайки вековно разследване, което започна с Алберт Айнщайн.

Е, задръжте задниците си - суперзвездите LIGO са го направили отново. Месеци след като са направили измерванията на първите сигнали за гравитационни вълни, инструментите на LIGO успяват да открият гравитационни вълни втори път - отново в резултат на двойка черни дупки, които се разбиват един в друг - миналата Коледа. Констатациите са публикувани в последния брой на Физически букви за преглед.

На пресконференция, проведена днес от Американското астрономическо общество в Сан Диего, Габриела Гонзалес, говорител на LIGO за научно сътрудничество (LSC), развълнувано похвали способността на детекторите на LIGO - които все още не работят с пълен капацитет - да вземат такива слаби сигнали. „Въпреки, че те са толкова малки, тези LIGO инструменти на Земята много ясно откриват тези гравитационни вълни“, казва тя. "С това можем да ви кажем сега, ерата на астрономията на гравитационните вълни току-що е започнала."

Други учени на LIGO повториха радостта на Гонзалес - и изненада - в рамките на една година са открили друга двойка бинарни черни дупки.

„Никога не бих предположил, че ще бъдем толкова щастливи да имаме не само едно, но две окончателни бинарни откривания на черни дупки в рамките на първите няколко месеца от наблюденията“, каза Чад Хана, астрофизик от Penn State University, свързан с LIGO, в съобщение за PSU.

Гравитационните вълни често се наричат ​​вълни в пространството-време, причинени от наличието на маса. Не е задължително правя нещо, но те са важен показател, че гравитацията, добре, съществува, Гравитационните вълни по същество носят информация за природата на гравитацията, защо и как по-големите маси налагат гравитационни ефекти върху по-малки маси и др.

Декемврийският сигнал беше резултат от чифт черни дупки, съответно четиринадесет и осем пъти по-големи от масата на Слънцето, сблъсквайки се в една-друга, за да образуват една масивна черна дупка, около 21 пъти по-голяма от масата на слънцето, която се случи 1.4 милиарда. преди години. Това е значително по-малко събитие от първото сливане на черна дупка, наблюдавано през септември - състоящо се от чифт черни дупки 29 и 36 пъти по-масивни от слънцето, съответно, и изхвърляне на повече енергия от всички звезди на вселената, взети заедно - но това не е отрицателно.

Всъщност, наблюдението на гравитационните вълни, произведени от по-слабо небесно събитие, е доста окуражаващо развитие. Ако учените се надяват да изследват по-дълбоко гравитационните вълни, те ще искат да направят възможно най-много измервания от всички видове космически явления. Инструментите на LIGO, за да вземат нещо по-малко масивно, е мощна стъпка напред.

Много е важно, че тези черни дупки са били много по-масови от тези, наблюдавани при първото откриване, заяви в съобщение за пресата, издадено от MIT, Гонзалес. „Поради по-леките си маси в сравнение с първото откриване те прекарват повече време - около една секунда - в чувствителната лента на детекторите. Това е обещаващ старт за картографиране на популациите от черни дупки в нашата вселена."

На конференцията на AAS, Дейвид Райтце, изпълнителният директор на проекта LIGO, потвърди плановете си за увеличаване на чувствителността на детекторите с 15 до 25% преди следващия цикъл тази есен. "Бъдещето ще бъде пълно с бинарни сливания на черни дупки за LIGO", каза той. "Ще видим много повече от тях." Той също намекна за търсенето на LIGO за събития, различни от бинарни сливания на черни дупки; Сблъсъкът на двоични неутронни звезди, каза той, също може скоро да бъде открит.

Резултатите показват също, че сливанията на черна дупка са много по-често срещани, отколкото първоначално вярваха учените.

Гравитационните вълни са ултра трудно да се измери, защото са слаби. Учените измерват гравитационните вълни чрез инструмент, известен като интерферометър, който по същество произвежда специализиран лазер, работещ на много големи разстояния, който е достатъчно чувствителен, за да открие присъствието на тези сигнали, преминаващи през тях.

LIGO използва два различни интерферометра (един в Ливингстън, Луизиана и един в Ханфорд, Вашингтон) като начин за измерване на вълните и за проверка на сигнала като гравитационна вълна, а не само за аберация, причинена от местно геоложко движение или други фактори.

Въпреки че LIGO функционира от 2002 г. насам, причината да започнем действително да откриваме гравитационни вълни е благодарение на големия ъпгрейд на двата интерферометра (плюс базирания в Италия интерферометър на Дева) миналата година. Всъщност първите сигнали бяха намерени само няколко дни след завършването на подобренията. Излишно е да казвам, че тези ремонти винаги надминават очакванията.

Като описва бъдещите проекти на LIGO, Reitze обсъди плановете за изграждане на друг детектор в Индия. "Надяваме се, че в следващото десетилетие ще имаме пет детектора," каза той, като се позовава и на детектори Ханфорд и Ливингстън, италианската Дева и KAGRA, която в момента се строи в Япония; Надяваме се, че наличието на повече детектори ще позволи на изследователите не само да измислят по-голям участък от небето за събития за гравитационни вълни, но и по-добре намерете в процес, подобен на триангулацията.

Новите констатации не са просто допълнителен набор от данни към сега нарастващия каталог на данните за гравитационните вълни. Учените очакват да впрегнат числата като част от усилията за формиране на прогнози за това, какви събития ще произведат измерими гравитационни вълни, където са се случили тези събития, и кога да очакват тези гравитационни вълни да достигнат Земята.

"Със сигурност ще видим много повече черни дупки, надяваме се бинарни неутрони, и ако имаме късмет, супернова", каза Рейтце на конференцията на AAS. „Астрономията на гравитационните вълни е реална. Бяха тук."