Trzecia fala grawitacyjna została wykryta przez interferometr laserowy Obserwatorium fal grawitacyjnych (LIGO). Międzynarodowy zespół ogłosił dzisiaj wykrycie, a samo wydarzenie zostało wykryte 4 stycznia 2017 r. Fale grawitacyjne są falami w czasoprzestrzeni przewidywanej przez Alberta Einsteina ponad sto lat temu.
LIGO składa się z dwóch obiektów: jednego w Hanford w Waszyngtonie i drugiego w Livingston w Luizjanie. Kiedy LIGO ogłosiło swoją pierwszą falę grawitacyjną w lutym 2016 r. (Wykryte we wrześniu 2015 r.), Otworzyło nowe okno na astronomię. Dzięki tej fali grawitacyjnej trzecia wykryła, że nowe okno się powiększa. Do tej pory wszystkie trzy wykryte fale zostały utworzone przez połączenie czarnych dziur.
Zespół, w tym inżynierowie i naukowcy z Northwestern University w Illinois, opublikował swoje wyniki w czasopiśmie Physical Review Letters.
Kiedy w końcu wykryto pierwszą falę grawitacyjną, ponad sto lat po tym, jak Einstein ją przewidział, pomogło to potwierdzić opis Einsteina czasoprzestrzeni jako zintegrowanego kontinuum. Często mówi się, że obstawianie przeciwko Einsteinowi nie jest dobrym pomysłem, a to trzecie wykrycie tylko wzmacnia teorię Einsteina.
Podobnie jak poprzednie dwa wykrycia, ten został utworzony przez połączenie dwóch czarnych dziur. Te dwa były różnych rozmiarów; jeden miał około 31,2 mas Słońca, a drugi około 19,4 mas Słońca. Połączone zdarzenie masy 50 Słońca spowodowało trzecią falę o nazwie GW170104. Czarne dziury znajdowały się w odległości około 3 miliardów lat świetlnych.
„… Intrygująca populacja czarnej dziury…” - Vicky Kalogera, starszy astrofizyk, LIGO Scientific Collaboration
LIGO pokazuje nam, że istnieje tam populacja podwójnych czarnych dziur. „Nasza garść wykrytych dotąd przypadków ujawnia intrygującą populację czarnej dziury, o której istnieniu nie wiedzieliśmy do tej pory”, powiedziała Vicky Kalogera z północno-zachodniej Ameryki, starszy astrofizyk z LIGO Scientific Collaboration (LSC), która prowadzi badania dotyczące podwójnych detektorów LIGO, znajduje się w USA
„Teraz mamy trzy pary czarnych dziur, z których każda kończy swoją spiralę śmierci tańcząc przez miliony lub miliardy lat w jednych z najpotężniejszych wybuchów we wszechświecie. W astronomii mówimy, że z trzema obiektami tego samego typu masz klasę. Mamy populację i możemy przeprowadzać analizy. ”
Kiedy mówimy, że fale grawitacyjne otworzyły nowe okno na astronomię, okno to samo otwiera się na czarne dziury. Oprócz potwierdzenia prognoz Einsteina i ustanowienia populacji podwójnych czarnych dziur, LIGO może scharakteryzować i zmierzyć te czarne dziury. Możemy poznać masy dziur i ich właściwości wirowania.
„Po raz kolejny czarne dziury są ciężkie” - powiedział Shane Larson z Northwestern University i Adler Planetarium w Chicago. „Pierwsze wykryte przez LIGO czarne dziury były dwa razy cięższe, niż moglibyśmy się spodziewać. Teraz wszyscy miażdżymy nasze korby, próbując odkryć wszystkie interesujące niezliczone sposoby, w jakie możemy sobie wyobrazić, że wszechświat tworzy duże i ciężkie czarne dziury. A Northwestern jest silny w tej dziedzinie badań, więc jesteśmy podekscytowani. ”
To trzecie odkrycie potwierdza istnienie nowej klasy czarnych dziur: podwójnych czarnych dziur, które są ze sobą powiązane. Pokazuje także, że obiekty te mogą być większe niż się wydaje, zanim LIGO je wykryje.
„Zadziwiające jest to, że ludzie potrafią stworzyć historię i przetestować ją pod kątem tak dziwnych i ekstremalnych wydarzeń, które miały miejsce miliardy lat temu i miliardy lat świetlnych od nas odległych”. - David Shoemaker, MIT
„Mamy dalsze potwierdzenie istnienia czarnych dziur, które są cięższe niż 20 mas Słońca, obiektów, o których istnieniu nie wiedziałyśmy, zanim LIGO je wykrył” - powiedział David Shoemaker z MIT, rzecznik LIGO Scientific Collaboration. „Zadziwiające jest to, że ludzie potrafią stworzyć historię i przetestować ją pod kątem tak dziwnych i ekstremalnych wydarzeń, które miały miejsce miliardy lat temu i miliardy lat świetlnych od nas odległych”.
„Po trzecim potwierdzonym wykryciu fal grawitacyjnych po zderzeniu dwóch czarnych dziur, LIGO staje się potężnym obserwatorium do odkrywania ciemnej strony wszechświata”, powiedział David Reitze z Caltech, dyrektor wykonawczy LIGO Laboratory and the Northwestern absolwent. „Chociaż LIGO jest wyjątkowo odpowiedni do obserwowania tego rodzaju zdarzeń, mamy nadzieję wkrótce zobaczyć inne rodzaje zdarzeń astrofizycznych, takie jak gwałtowne zderzenie dwóch gwiazd neutronowych”.
Charakterystyczny dźwięk ćwierkania potwierdza wykrycie fali grawitacyjnej i można to usłyszeć tutaj opisaną i wyjaśnioną na podcastie Uniwersytetu Północno-Zachodniego.
Źródła:
- LIGO po raz trzeci wykrywa fale grawitacyjne
- GW170104: Obserwacja koalescencji binarnej czarnej dziury o 50 masach słonecznych przy przesunięciu ku czerwieni 0.2
