Drugi raz wykryto fale grawitacyjne

Artystyczna wizja fal grawitacyjnych
Amerykańskie obserwatorium LIGO wykryło fale grawitacyjne pochodzące od kolizji dwóch czarnych dziur. To drugi przypadek wykrycia fal grawitacyjnych. Detekcji dokonano w trakcie Świąt Bożego Narodzenia (26 grudnia 2015 r.), a wyniki ogłoszono dzisiaj.

Kilka miesięcy temu cały świat mówił o detekcji fal grawitacyjnych przez amerykańskie Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO). Odkrycie ogłoszono 11 lutego 2016 r., a samych pomiarów dokonano 14 września 2015 r. Wtedy dotarły do Ziemi fale grawitacyjne pochodzące od zderzenia dwóch czarnych dziur o masach 29 i 36 mas Słońca, w efekcie którego powstała pojedyncza czarna dziura o 62 masach Słońca. Brakująca masa została przekształcona w fale grawitacyjne. O odkryciu obszernie pisaliśmy w "Uranii" nr 2/2016.

Dzisiaj, podczas 228 konferencji Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w San Diego w Kalifornii, naukowcy z projektów LIGO i Virgo ogłosili kolejne odkrycie. Udało się zarejestrować fale grawitacyjne od następnego zderzenia dwóch czarnych dziur. Sygnał zarejestrowały 26 grudnia 2015 r. o godz. 03:38:53 UTC oba detektory wchodzące w skład LIGO (Livingston w stanie Luiznana oraz Hanford w stanie Waszyngton). Analizy pokazały, że zderzyły się czarne dziury mające 14 i 8 mas Słońca, zlewając się w jeden obiekt o masie 21 razy większej niż masa Słońca.

"To bardzo istotne, że czarne dziury były znacznie mniej masywne niż w przypadku pierwszej detekcji. Z powodu mniejszych mas sygnał był rejestrowany przez więcej czasu - około jednej sekundy - w czułych pasmach detektorów. Daje to nadzieję na rozpoczęcie wykonywania map populacji czarnych dziur we Wszechświecie" komentuje Gabriela González z LIGO Scientific Collaboration (LSC), profesor fizyki i astronomii na Louisiana State University (USA).

Zderzenie nastąpiło około 1,4 miliarda lat temu. W fale grawitacyjne przekształceniu uległa energia odpowiadająca jednej masie Słońca. Wykryty sygnał pochodzi od 27 ostatnich okrążeń orbity przez czarne dziury przed zderzeniem. Detektor Livingston dokonał pomiaru 1,1 milisekundy szybciej niż detektor Hanford, można zatem oszacować położenie źródła na niebie. Wkrótce do badań dołączy europejski detektor Virgo, co zwiększy możliwości ustalania położenia źródeł fal grawitacyjnych na niebie.

Być może detektory LIGO wykryły też trzecie zdarzenie w dniu 2 października 2015 r., ale w tym przypadku sygnał był zbyt słaby i naukowcy nie mają pewności.

Zarejestrowanie fal grawitacyjnych jest potwierdzeniem przewidywań ogólnej teorii względności Einsteina z 1915 roku.

Poniżej zamieszczamy odcinek programu telewizyjnego "Astronarium" poświęcony falom grawitacyjnym i europejskiemu obserwatorium Virgo, w którym pracują polscy naukowcy. Zachęcamy do jego obejrzenia.



Więcej informacji:

Źródło: LIGO / MIT

Na ilustracji u góry:
Artystyczna wizja fal grawitacyjnych generowanych przez parę gwiazd neutronowych. Źródło: R. Hurt/Caltech-JPL.


Na ilustracji poniżej:
Artystyczna wizja zderzenia dwóch czarnych dziur, które wytworzyło fale grawitacyjne. Źródło: T. Pyle/LIGO.