Zinātnieki atklāj vēl vienu gravitācijas viļņu kārtu

Pasaule bija apdullināta, kad februārī paziņojuši zinātnieki lāzera interferometra gravitācijas viļņa observatorijā (LIGO), viņi beidzot ir atklājuši gravitācijas viļņus, risinot gadsimtu senu izmeklēšanu, kas sākās ar Albertu Einšteinu.

Nu, turiet uz saviem buttiem - LIGO superzvaigznes to darījuši vēlreiz. Tikai dažus mēnešus pēc pirmā gravitācijas viļņu signāla mērīšanas LIGO instrumentiem izdevās otro reizi atklāt gravitācijas viļņus - atkal - to, ka pāris melnie caurumi crashing viens ar otru - pagājušajā Ziemassvētkos. Rezultāti ir publicēti jaunākajā izdevumā Fiziskās apskates vēstules.

Amerikāņu astronomijas biedrības šodien San Diego preses konferencē LIGO zinātniskās sadarbības (LK) pārstāvis Gabriela González ar prieku atzinīgi novērtēja LIGO detektoru spējas, kas vēl nav pilnībā darbināmas. vāji signāli. „Neskatoties uz to, ka šie LIGO instrumenti uz Zemes ir tik niecīgi, tie ļoti skaidri atklāja šos gravitācijas viļņus,” viņa teica. "Ar to mēs tagad varam pateikt, gravitācijas viļņa astronomijas laikmets ir tikko sācies."

Citi LIGO zinātnieki atkārtoja Gonzàlez prieku un pārsteigumu par to, ka viena gada laikā tika atklāts vēl viens bināro melno caurumu pāris.

"Es nekad nebūtu iedomājies, ka mēs būtu tik laimīgi, ka ne tikai viens, bet arī divi galīgi binārie melnā cauruma atklājumi pirmajos novērošanas mēnešos," sacīja Čada Hanna, astrofizika Pennas Valsts universitātē, kas ir saistīta ar LIGO, PSU ziņu izlaidumā.

Gravitācijas viļņi bieži tiek saukti par masīviem, ko izraisa masas klātbūtne. Viņi ne vienmēr darīt nekas, bet tie ir svarīgs rādītājs, kas labi pastāv. Gravitācijas viļņi būtībā satur informāciju par smaguma būtību, kāpēc un kā lielākas masas uzspiež gravitācijas efektu uz mazākām masām un vairāk.

Decembra signāls bija četrpadsmit astoņu un astoņu reižu saulainās masas pāris melnā cauruma pāris, kas saduras viens pret otru, veidojot vienu masīvu melnu caurumu apmēram 21 reizes vairāk saules masas, kas viss notika 1,4 miljardi. gadus atpakaļ. Tas ir ievērojami mazāks notikums, nekā septembrī novērotā pirmā melnā cauruma apvienošanās - kas sastāvēja no melnajiem caurumiem, kas bija attiecīgi 29 un 36 reizes masīvāki nekā saule, un vairāk enerģijas nekā visi kopā ar Visumu. negatīvs.

Faktiski gravitācijas viļņu novērošana, ko rada vājāks debess notikums, ir diezgan veicinoša attīstība. Ja zinātnieki cer padziļināti izpētīt gravitācijas viļņus, viņi gribēs veikt pēc iespējas vairāk mērījumu no visa veida kosmiskām parādībām. Lai LIGO instrumenti varētu uzņemt kaut ko mazāk masveida, ir spēcīgs solis uz priekšu.

Ir ļoti svarīgi, ka šie melnie caurumi bija daudz mazāk masīvi nekā tie, kas tika novēroti pirmajā atklāšanā, sacīja González ziņojumā par MIT. „Sakarā ar to vieglākām masām salīdzinājumā ar pirmo atklāšanu, viņi vairāk laika pavadīja - aptuveni vienu sekundi - detektoru jutīgajā joslā. Tas ir daudzsološs sākums melno caurumu populāciju kartēšanai mūsu Visumā. ”

AAS konferencē LIGO projekta izpilddirektors David Reitze apstiprināja plānus paaugstināt detektoru jutīgumu par 15 līdz 25 procentiem pirms nākamā rudenī. „Nākotne būs pilna ar binārām melnā cauruma apvienošanām LIGO,” viņš teica. "Mēs to redzēsim daudz vairāk." Viņš arī norādīja uz LIGO meklējumiem, kas nav saistīti ar binārajiem melnajiem caurumiem; bināro neitronu zvaigžņu sadursme, viņš teica, arī drīz tiks atklāts.

Rezultāti arī liecina, ka melnā cauruma apvienošanās ir daudz izplatītāka nekā sākotnēji ticis zinātnieki.

Gravitācijas viļņi ir ultra grūti novērtēt, jo tie ir vāji. Zinātnieki mēra gravitācijas viļņus caur instrumentu, kas pazīstams kā interferometrs, kas būtībā rada specializētu lāzeri, kas darbojas ļoti lielos attālumos, kas ir pietiekami jutīgi, lai atklātu šo signālu klātbūtni.

LIGO izmanto divus dažādus interferometrus (vienu Livingstonā, Luiziānā un vienu Hanfordā, Vašingtonā), lai gan mērītu viļņus, gan pārbaudītu, vai signāls ir gravitācijas viļņa, nevis tikai vietējā ģeoloģiskā kustība vai citi faktori.

Lai gan LIGO darbojas kopš 2002. gada, iemesls, kāpēc mēs sākam reāli atrast gravitācijas viļņus, ir būtisks uzlabojums, jo abiem interferometriem (kā arī Itālijā izvietotajam Jaunava interferometram) pagājušajā gadā. Faktiski pirmie signāli tika atrasti tikai dienas pēc pilnveidošanas pabeigšanas. Lieki teikt, ka šie atjaunojumi vienmēr pārsniedz cerības.

Aprakstot LIGO nākotnes projektus, Reitze apsprieda plānus būvēt vēl vienu detektoru Indijā. „Cerams, ka nākamajā desmitgadē mums būs pieci detektori,” viņš teica, atsaucoties arī uz Hanfordas un Livingstona detektoriem, Itālijas Jaunava un KAGRA, kas pašlaik tiek būvēta Japānā; cerams, ka vairāk detektoru ļaus pētniekiem ne tikai slaucīt lielāku debesīm, bet arī labākai gravitācijas viļņai. atrodiet procesos, kas ir līdzīgi triangulācijai.

Jaunie atklājumi nav tikai papildu datu kopa, kas tagad ir augošajam gravitācijas viļņu datu katalogam. Zinātnieki sagaida, ka šie skaitļi tiks izmantoti kā daļa no centieniem veidot prognozes par to, kāda veida notikumi radīs izmērāmus gravitācijas viļņus, kur šie notikumi ir notikuši, un kad gaidīt šos gravitācijas viļņus sasniegt Zemi.

"Protams, mēs redzēsim daudz vairāk melno caurumu, cerams, binārus neitronus, un, ja mēs būsim laimīgi, tad supernova," AAS konferencē sacīja Reitze. „Gravitācijas viļņu astronomija ir reāla. Bija šeit."