LIGO og Jomfruen annoncerer opdagelsen af ​​en sort hul binær fusion fra 8. juni, 2017

Forskere, der søger efter gravitationsbølger, har bekræftet endnu en påvisning fra deres frugtbare observationsløb tidligere i år. Døbt GW170608, den seneste opdagelse blev frembragt ved sammensmeltningen af ​​to relativt lette sorte huller, 7 og 12 gange solens masse, i en afstand af omkring en milliard lysår fra Jorden. Fusionen efterlod et sidste sort hul 18 gange solens masse, hvilket betyder, at energi svarende til omkring 1 solmasse blev udsendt som gravitationsbølger under kollisionen.

Denne begivenhed, opdaget af de to NSF-understøttede LIGO-detektorer kl. 02:01:16 UTC den 8. juni, 2017 (eller kl. 22:01:16 den 7. juni i amerikansk østlig dagslystid), var faktisk den anden binære sorte hul-fusion, der blev observeret under LIGOs anden observationskørsel, siden den blev opgraderet i et program kaldet Advanced LIGO. Men dens annoncering blev forsinket på grund af den tid, der kræves til at forstå to andre opdagelser:en LIGO-Jomfru tre-detektorobservation af gravitationsbølger fra en anden binær sort hul-fusion den 14. august, og den første nogensinde påvisning af en binær neutronstjernefusion i lys- og gravitationsbølger den 17. august.

Et papir, der beskriver den nyligt bekræftede observation, "GW170608:Observation af en 19-solar-masse binær sort hul koalescens, "forfattet af LIGO Scientific Collaboration og Virgo Collaboration er blevet indsendt til The Astrofysiske tidsskriftsbreve og kan læses på arXiv .

En tilfældig opdagelse

Det faktum, at forskere var i stand til at opdage GW170608, involverede lidt held.

En måned før denne opdagelse, LIGO satte sin anden observationskørsel på pause for at åbne vakuumsystemerne på begge steder og udføre vedligeholdelse. Mens forskere ved LIGO Livingston, i Louisiana, afsluttet deres vedligeholdelse og var klar til at observere igen efter ca. to uger, LIGO Hanford, i Washington, stødte på yderligere problemer, der forsinkede dens tilbagevenden til observation.

Om eftermiddagen den 7. juni (PDT), LIGO Hanford var endelig i stand til at forblive online pålideligt, og personalet var i gang med de sidste forberedelser til igen at "lytte" efter indkommende gravitationsbølger. Som led i disse forberedelser, teamet hos Hanford lavede rutinemæssige justeringer for at reducere støjniveauet i gravitationsbølgedataene forårsaget af vinkelbevægelser af hovedspejlene. For at afklare, hvor meget denne vinkelbevægelse påvirkede dataene, videnskabsmænd rystede spejlene meget let ved bestemte frekvenser. Et par minutter inde i denne procedure, GW170608 passerede gennem Hanfords interferometer, når Louisiana omkring 7 millisekunder senere.

LIGO Livingston rapporterede hurtigt den mulige påvisning, men siden Hanfords detektor blev arbejdet på, dets automatiske detektionssystem var ikke aktiveret. Mens proceduren, der blev udført, påvirkede LIGO Hanfords evne til automatisk at analysere indgående data, det forhindrede ikke LIGO Hanford i at opdage gravitationsbølger. Proceduren påvirkede kun et snævert frekvensområde, så LIGO forskere, efter at have hørt om opdagelsen i Louisiana, var stadig i stand til at lede efter og finde bølgerne i dataene efter at have ekskluderet disse frekvenser. Til denne detektion, Jomfruen var stadig i en idriftsættelsesfase; den begyndte at tage data den 1. august.

Mere at lære om sorte huller

GW170608 er det letteste sorte huls binære, som LIGO og Jomfruen har observeret - og det samme er et af de første tilfælde, hvor sorte huller detekteret gennem gravitationsbølger har masser svarende til sorte huller detekteret indirekte via elektromagnetisk stråling, såsom røntgenstråler.

Denne opdagelse vil gøre det muligt for astronomer at sammenligne egenskaberne af sorte huller indsamlet fra gravitationsbølgeobservationer med egenskaberne af lignende masse sorte huller, der tidligere kun er blevet opdaget med røntgenundersøgelser, og udfylder et manglende led mellem de to klasser af sorte hul-observationer.

På trods af deres relativt lille størrelse, GW170608's sorte huller vil i høj grad bidrage til det voksende felt af "multimessenger astronomi, "hvor gravitationsbølgeastronomer og elektromagnetiske astronomer arbejder sammen for at lære mere om disse eksotiske og mystiske objekter.

Hvad er det næste

LIGO- og Jomfru-detektorerne er i øjeblikket offline for yderligere opgraderinger for at forbedre følsomheden. Forskere forventer at lancere et nyt observationsløb i efteråret 2018, selvom der vil være lejlighedsvise testkørsler, hvor detekteringer kan forekomme.

LIGO og Jomfruens forskere fortsætter med at studere data fra den afsluttede O2-observation, søger efter andre begivenheder allerede "i dåsen, " og forbereder sig på den større følsomhed, der forventes til efterårets O3-observation.