Dodano: 07 maj 2019r.

Zarejestrowano dwa kolejne sygnały fal grawitacyjnych

Pod koniec kwietnia detektory LIGO i Virgo zarejestrowały dwa potencjalne źródła fal grawitacyjnych. Jeden z sygnałów mógł zostać wywołany przez zderzenie gwiazdy neutronowej i czarnej dziury. Jeśli przypuszczenia naukowców się potwierdzą, będzie to pierwsza taka detekcja w historii.

Połączenie gwiazd neutronowych GW170817

 

Pierwszy raz fale grawitacyjne zarejestrowano we wrześniu 2015 roku, ale poinformowano o tym w lutym 2016 roku, ze względu na czas potrzebny do analizy danych i upewnienia się, że to faktycznie fale grawitacyjne. Od tamtej pory już 14 razy zarejestrowano „zmarszczki czasoprzestrzeni”. 13 detekcji pochodziło z połączenia się czarnych dziur, a jedna ze zderzenia gwiazd neutronowych. Teraz uczeni dorzucili do tego kolejną detekcję ze zderzenia gwiazd neutronowych i być może sygnał z połączenia się czarnej dziury z gwiazdą neutronową.

25 kwietnia sieć detektorów LIGO-Virgo zarejestrowała fale grawitacyjne wynikające prawdopodobnie ze zderzenia dwóch gwiazd neutronowych - gęstych pozostałości masywnych gwiazd, które wcześniej eksplodowały jako supernowe. Dzień później detektory wykryły drugie potencjalne źródło „zmarszczek czasoprzestrzeni”, które może wynikać z kolizji gwiazdy neutronowej i czarnej dziury. Byłaby to pierwsza taka detekcja.

- Jesteśmy szczególnie ciekawi kandydata z 26 kwietnia. Niestety, sygnał jest raczej słaby. To tak, jakby słuchać kogoś szepczącego słowo w zatłoczonej kawiarni. Trudno jest zrozumieć słowo, a nawet upewnić się, że osoba w ogóle coś mówi. Zajmie nam trochę czasu, aby przeanalizować ten sygnał – powiedział Patrick Brady, rzecznik LIGO i profesor fizyki na University of Wisconsin-Milwaukee.

 

- LIGO we współpracy z Virgo otworzyło Wszechświat przyszłym pokoleniom naukowców – powiedziała France Córdova, dyrektorka National Science Foundation, która sponsoruje LIGO. - Po raz kolejny byliśmy świadkami niezwykłego zjawiska fuzji gwiazd neutronowych, po którym nastąpiła kolejna możliwa fuzja. Dzięki tym nowym odkryciom widzimy, że współpraca LIGO-Virgo realizuje swój potencjał regularnego odkrywania fal grawitacyjnych, co było niegdyś niemożliwe. Dane z tych odkryć i inne, które z pewnością się pojawią, pomogą społeczności naukowej zrewolucjonizować nasze rozumienie Wszechświata – dodała.

Odkrycia te nastąpiły zaledwie kilka tygodni po ponownym włączeniu LIGO i Virgo. Podwójne detektory LIGO - jeden w Waszyngtonie i drugi w Luizjanie - wraz z Virgo, który jest zlokalizowany w Europejskim Obserwatorium Grawitacyjnym (EGO) we Włoszech, wznowiły działania 1 kwietnia, po przejściu serii ulepszeń w celu zwiększenia czułości instrumentów badawczych. Teraz detektory mają znacznie większe możliwości detekcji ekstremalnych zdarzeń, takich jak zderzenia gwiazd czy połączenia czarnych dziur.

- Połączenie siły instrumentów i ludzi w ramach współpracy LIGO i Virgo po raz kolejny pokazało swój potencjał, a obecna kampania obserwacyjna potrwa jeszcze 11 miesięcy – powiedział Giovanni Prodi, koordynator analizy danych w Virgo. - Detektor Virgo działa z najwyższą stabilnością. Pomaga to we wskazaniu źródeł. Mamy przed sobą wiele przełomowych prac badawczych – dodał.

Kiedy zderzają się dwie czarne dziury, wypaczają przestrzeń i czas wytwarzając fale grawitacyjne. Kiedy zderzają się dwie gwiazdy neutronowe, nie tylko wysyłają fale grawitacyjne, ale także światło. Oznacza to, że teleskopy wrażliwe na fale świetlne mogą być świadkami tych potężnych zderzeń razem z LIGO i Virgo. Jedno z takich wydarzeń miało miejsce w sierpniu 2017 r. LIGO i Virgo początkowo zauważyły ​​połączenie gwiazd neutronowych w falach grawitacyjnych, a w następnych dniach i miesiącach około 70 teleskopów na Ziemi i w przestrzeni kosmicznej było świadkami tego niecodziennego zdarzenia.

- Poszukiwanie za pomocą teleskopów odpowiedników sygnału fali grawitacyjnej jest wyzwaniem ze względu na ilość nieba, która musi być pokryta. Do tego dochodzą szybkie zmiany jasności - powiedział Brady.

Szacuje się, że zderzenie gwiazd neutronowych z 25 kwietnia, nazwane S190425z, miało miejsce około 500 milionów lat świetlnych od Ziemi. Tylko jeden z bliźniaczych obiektów LIGO odebrał sygnał wraz z Virgo (ten w Luizjanie, drugi detektor był w tym czasie wyłączony). Ponieważ tylko dwa z trzech detektorów zarejestrowały sygnał, oszacowanie lokalizacji na niebie, z którego pochodzi, nie było precyzyjne.

Z kolei druga detekcja z ostatnich dni, ewentualna kolizja gwiazdy neutronowej z czarną dziurą z 26 kwietnia określana jako S190426c, miała miejsce około 1,2 miliarda lat świetlnych od nas. Sygnał został zarejestrowany przez wszystkie trzy obiekty LIGO-Virgo, co pomogło lepiej zawęzić jego położenie.

- Najnowszy przebieg obserwacji LIGO-Virgo okazał się najbardziej ekscytujący. Widzimy już wskazówki dotyczące pierwszej obserwacji czarnej dziury połykającej gwiazdę neutronową. Nauczyliśmy się jednak, że twierdzenia o wykryciu wymagają ogromnej ilości żmudnej pracy - sprawdzenia i ponownego sprawdzenia - abyśmy mogli zobaczyć, dokąd zabierają nas dane – przyznał David H. Reitze z Caltech, dyrektor wykonawczy LIGO.

 

Źródło: LIGO