small pl CAMK logo

Zawartość wpisu

Data utworzena: ,   Data archiwum:

Globalna sieć trzech detektorów LIGO-Virgo otwiera nową erę badań fal grawitacyjnych wspólnie obserwując zlewanie się czarnych dziur w układzie podwójnym

Konsorcja Virgo Collaboration i LIGO Scientific Collaboration ogłaszają pierwszą wspólną detekcję fal grawitacyjnych. Odkrycie to ujawnia naukowy potencjał sieci złożonej z trzech, a nie dwóch jak do tej pory, detektorów fal grawitacyjnych, wyrażony przez lepszą lokalizację źródła fal grawitacyjnych na niebie i historycznie pierwszy pomiar polaryzacji tych fal. Trzy detektory dokonały swojej obserwacji 14 sierpnia 2017 o godz. 10:30:43 czasu UTC. Zarejestrowane fale grawitacyjne zostały wyemitowane w czasie ostatnich chwil przed połączeniem się dwóch czarnych dziur o masach około 31 i 25 mas Słońca i położonych w odległości ok. 1,8 mld lat świetlnych od nas. Nowo powstała rotująca czarna dziura ma masę około 53 mas Słońca, co oznacza, że w czasie zlewania się czarnych dziur około 3 masy Słońca zostały zamienione w energię wypromieniowanych fal grawitacyjnych.

 

Detektor Advanced Virgo dołączył do kampanii obserwacyjnej O2 1-szego sierpnia 2017 roku o godzinie 10:00 czasu UTC. Nastąpiło to po zakończeniu wieloletniego projektu modernizacji tego detektora oraz po miesiącach intensywnej pracy nad zwiększaniem jego czułości. Wykryty sygnał został zaobserwowany w czasie rzeczywistym w danych zebranych przez każdy z trzech detektorów projektów LIGO i Virgo. Chociaż detektor Advanced Virgo jest aktualnie mniej czuły od detektorów LIGO, dwa niezależne algorytmy stosowane do wykrywania sygnałów w danych wykorzystujące informacje gromadzone przez wszystkie trzy detektory, w jednoznaczny sposób pokazały, że dane zebrane przez detektor Advanced Virgo zawierają znaczący sygnał.

 


Objętość obszaru Wszechświata, w którym z dużym prawdopodobieństwem znajduje się źródło zarejestrowanego sygnału maleje ponad 20-krotnie w sytuacji, gdy sygnał jest wykrywany przez sieć trzech detektorów, w porównaniu z sytuacją, w której sygnał jest zarejestrowany przez dwa detektory. Również obszar na niebie, w którym z dużym prawdopodobieństwem znajduje się źródło sygnału GW170814, ma rozmiar tylko 60 stopni kwadratowych, czyli jest 10-krotnie mniejszy niż byłby, gdyby sygnał został wykryty tylko przez detektory LIGO. Udział detektora Advanced Virgo poprawia również dokładność, z jaką można wyznaczyć odległość do źródła sygnału. Możliwość lokalizacji źródła w mniejszej objętości jest bardzo ważna, ponieważ spodziewamy się, iż w czasie zlewania się niektórych układów zwartych obiektów – w szczególności tych zawierających gwiazdy neutronowe – będzie również wytwarzane, oprócz fal grawitacyjnych, promieniowanie elektromagnetyczne o szerokim widmie. Dokładna informacja o położeniu źródła na niebie umożliwiła 25 zespołom obserwacyjnym poszukiwanie sygnału elektromagnetycznego związanego z sygnałem zarejestrowanym przez LIGO i Virgo. Wynik tych
poszukiwań był negatywny, zgodnie z tym czego się spodziewamy w przypadku procesu zlewania się czarnych dziur.

 


Położenie detektora Advanced Virgo na Ziemi, odmienne od detektorów LIGO, pozwala testować inne przewidywania ogólnej teorii względności niż do tej pory, np. umożliwia badanie polaryzacji fal grawitacyjnych. Wstępna analiza sygnału GW170814 pozwala przetestować dwa skrajne przypadki: z jednej strony hipotezę, że fala posiada jedynie polaryzację dopuszczoną przez ogólną teorię względności; z drugiej zaś strony przypuszczenie, że polaryzacja fali jest całkowicie niezgodna z tą teorią. Analiza danych pokazała, że przewidywania teorii Einsteina są zgodne z obserwacjami.

 


Obserwację opisano w artykule przyjętym do publikacji w czasopiśmie Physical Review Letters (https://dcc.ligo.org/P170814 lub https://tds.virgo-gw.eu/GW170814; artykuł będzie też dostępny od jutra w repozytorium arXiv).

Więcej informacji na stronie https://polgraw.camk.edu.pl .

Archiwa


Kategorie