LIGO- og Jomfru-observatorier detekterer gravitationsbølgesignaler fra sorthulskollision

I august, detektorer på to kontinenter registrerede gravitationsbølgesignaler fra et par sorte huller, der kolliderede. Denne opdagelse, annonceret i dag, er den første observation af gravitationsbølger af tre forskellige detektorer, markerer en ny æra med større indsigt og forbedret lokalisering af kosmiske begivenheder, der nu er tilgængelige gennem globalt netværksforbundne gravitationsbølgeobservatorier.

Kollisionen blev observeret den 14. august kl. 10:30:43 Coordinated Universal Time (UTC) ved hjælp af de to National Science Foundation (NSF)-finansierede Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) detektorer placeret i Livingston, Louisiana, og Hanford, Washington, og Jomfru-detektoren, finansieret af CNRS og INFN og beliggende nær Pisa, Italien.

Detektionen af ​​LIGO Scientific Collaboration (LSC) og Jomfru-samarbejdet er det første bekræftede gravitationsbølgesignal registreret af Jomfru-detektoren. Et papir om begivenheden, en kollision betegnet GW170814, er blevet godkendt til offentliggørelse i tidsskriftet Fysiske anmeldelsesbreve .

"For lidt mere end halvandet år siden, NSF meddelte, at dets Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory havde foretaget den første nogensinde detektering af gravitationsbølger, som skyldes kollisionen mellem to sorte huller i en galakse en milliard lysår væk, " sagde NSF-direktør France Córdova. "I dag, vi er glade for at kunne annoncere den første opdagelse i partnerskab mellem Jomfruens gravitationelle bølgeobservatorium og LIGO Scientific Collaboration, første gang en gravitationsbølgedetektering blev observeret af disse observatorier, ligger tusindvis af kilometer fra hinanden. Dette er en spændende milepæl i den voksende internationale videnskabelige indsats for at låse op for de ekstraordinære mysterier i vores univers."

De påviste gravitationsbølger - krusninger i rum og tid - blev udsendt under de sidste øjeblikke ved sammenlægningen af ​​to sorte huller, en med en masse omkring 31 gange vores sols, den anden omkring 25 gange solens masse. Begivenheden, placeret omkring 1,8 milliarder lysår væk resulterede i et snurrende sort hul med omkring 53 gange vores sols masse - det betyder, at omkring tre solmasser blev omdannet til gravitationsbølgeenergi under sammensmeltningen.

"Dette er kun begyndelsen på observationer med netværket muliggjort af Jomfruen og LIGO, der arbejder sammen, "siger LSC -talsmand David Shoemaker fra Massachusetts Institute of Technology (MIT)." Med det næste observationsløb planlagt til efteråret 2018, vi kan forvente sådanne påvisninger ugentligt eller endda oftere."

LIGO er gået over til en anden generations gravitationsbølgedetektor, kendt som Advanced LIGO, der består af to identiske interferometre. Opstart i september 2015, Advanced LIGO har gennemført to observationsløb. Det andet observationsløb, "O2, " begyndte 30. nov. 2016, og sluttede 25. august, 2017.

Jomfru -detektoren, også nu en anden generations detektor, deltog i O2-løbet 1. august, 2017 kl. 10:00 UTC. Realtidsdetekteringen 14. august blev udløst med data fra alle tre LIGO- og Jomfruinstrumenter.

"Det er vidunderligt at se et første gravitationsbølgesignal i vores splinternye Advanced Jomfru-detektor kun to uger efter, at den officielt begyndte at tage data, "siger Jo van den Brand fra Nikhef og Vrije Universiteit Amsterdam, talsmand for Jomfru-samarbejdet. "Det er en stor belønning efter alt det arbejde, der er udført i Advanced Virgo-projektet for at opgradere instrumentet i løbet af de sidste seks år."

Når en hændelse detekteres af et netværk med tre detektorer, det område på himlen, der sandsynligvis vil indeholde kilden, krymper betydeligt, forbedring af afstandsnøjagtighed. Himmelområdet for GW170814 har en størrelse på kun 60 kvadratgrader, mere end 10 gange mindre end størrelsen ved hjælp af data tilgængelige fra de to LIGO-interferometre alene.

"Det er vigtigt at kunne identificere en mindre søgeregion, fordi mange kompakte objektfusioner - for eksempel dem, der involverer neutronstjerner - forventes at producere bredbåndselektromagnetiske emissioner ud over gravitationsbølger, " siger Laura Cadonati fra Georgia Tech, stedfortrædende talsmand for LIGO Scientific Collaboration. "Denne præcise pegeinformation gjorde det muligt for 25 partnerfaciliteter at udføre opfølgende observationer baseret på LIGO-Jomfru-detektionen, men ingen modpart blev identificeret - som forventet for sorte huller."

"Med denne første fælles detektion af de avancerede LIGO- og Jomfru-detektorer, vi har taget et skridt videre ind i gravitationsbølgens kosmos, " siger Caltechs David H. Reitze, administrerende direktør for LIGO Laboratory. "Jomfruen bringer en kraftfuld ny evne til at detektere og bedre lokalisere gravitationsbølgekilder, en, der utvivlsomt vil føre til spændende og uventede resultater i fremtiden."