European Detector Spots sin første gravitasjonsbølge


Virgo Observatory, en gravitasjonsbølge detektor nær Pisa, Italia. Fysikere har kunngjort sin fjerde gangs deteksjon av gravitasjonsbølger, og den første slike oppdagelsen samlet av observatorier i Europa og USA. Virgo observatoriet i nærheten av Pisa, Italia, har jakt etter krusninger i stoffet i romtid siden 2007. Men

Virgo Observatory, en gravitasjonsbølge detektor nær Pisa, Italia.

Fysikere har kunngjort sin fjerde gangs deteksjon av gravitasjonsbølger, og den første slike oppdagelsen samlet av observatorier i Europa og USA.

Virgo observatoriet i nærheten av Pisa, Italia, har jakt etter krusninger i stoffet i romtid siden 2007. Men det ble oppgradert på tidspunktet for den historiske første deteksjon av gravitasjonsbølger av tvillinglaboratoriene til Jomfruens amerikanske fetter, Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO), og var også ute av drift for to påfølgende observasjoner.

Jomfruen rejoined jakten i år 1. august, etter en 5-årig oppgradering på € 23 millioner (USD 27 millioner). Og den 14. august tok både den og LIGO spiralen til et par roterende svarte hull med masser på 31 og 25 ganger solens, da de fusjonerte sammen, opplyste fysikere 27. september på en pressekonferanse i Torino, Italia. Kollisjonen skjedde rundt 550 millioner parseks (1, 8 milliarder lysår) unna.

Iagttagelse av hendelsen med tre detektorer, i stedet for LIGOs to, tillater forskere å dramatisk øke nøyaktigheten som de kan identifisere plasseringen og avstanden til de fusjonerende svarte hullene.

For Virgo-laget som har brukt mer enn 20 år på å jobbe med prosjektet, er observasjonen en garanti for at tiden og innsatsen var verdt det. "Det er en stor begivenhet for meg, " sier Alain Brillet, en fysiker ved Cote d'Azur-universitetet i Nice, Frankrike, som medfødte Jomfruen. Han begynte lobbying for å bygge en europeisk gravitasjonsbølge detektor i 1980, og er nå i ferd med å gå på pensjon. "Det er veldig hyggelig å være sikker på at du ikke har jobbet for ingenting, " sier han.

"Vi har troverdighet. I hvert fall kan vi vise at vi gjør løfter, og vi kan levere på våre løfter, sier Jo van den Brand, fysiker ved Universitetet i Amsterdam og talsmann for Virgo Collaboration .

Årets observasjonsløp avsluttet 25. august, og nå arbeider begge observatoriene med oppgraderinger som bør forbedre sensitiviteten. "Dette er bare begynnelsen på observasjoner med nettverket aktivert av Jomfru og LIGO som arbeider sammen. Med neste observasjonskurs planlagt til slutten av 2018, kan vi forvente slike oppdagelser ukentlig eller enda oftere, sier David Shoemaker, fysiker ved Masschusetts Institute of Technology i Cambridge og talsmann for LIGO-samarbeidet.

Triple power

Navngitt GW170814, etter den dagen det ble oppdaget, kom bølgen først til LIGOs stasjon i Livingston, Louisiana, som en krusning i romtid som skiftet de relative lengdene av to armer av detektoren når den passerte. Bare 8 millisekunder etterpå sprang den samme bølgen forbi LIGOs andre detektor i Hanford, Washington, før han kom til Virgo 14 millisekunder senere.

Med tre detektorer kan fysikere være mer presise om bølgenes opprinnelse enn det var mulig før. På grunnlag av den tiden jordens detektorer mottok signalet, triangulerte lagene den sannsynlige plasseringen av kilden, og spredde den ned til et hakkete lag som, sett fra Jorden, vises omtrent 300 ganger fullmånens størrelse. Den regionen er mer enn 10 ganger mindre enn LIGO har klart å finne ut for sine tidligere observasjoner.

Å ha tre detektorer gjør det også mulig for forskere å gjøre en grov måling av bølgens polarisasjon - en egenskap som indikerer hvordan det svarte hullets orbitalplan (flyet som de roterer rundt hverandre) er orientert i forhold til jorden. Fordi denne vinkelen dikterer hvor mye gravitasjonsbølgeenergi utgis i jordens retning, kombinerer polarisering med andre data tillatt forskere å utlede et mer presist estimat av total energi som frigjøres av hendelsen, og dermed redusere feilen i deres avstandsestimat .

Presis rettet mot opprinnelsen til et gravitasjonsbølge-signal er et betydelig skritt fremover, sier van den Brand. Noen hendelser - som for eksempel kollisjon av to nøytronstjerner - forventes å produsere slike krusninger og kan også sende ut et bredt spekter av andre typer stråling. Hvis teleskoper kunne trenes for å se på akkurat det rette stedet etter en slik gjenkjenning, kunne de få øye på dette, og hjelpe astronomer til å lære mye mer om de katastrofale hendelsene.

Noen 25 teleskoper kjørte for å observere hakkens lapp etter siste observasjon, men ingen så noen form for elektromagnetisk stråling som kommer fra hendelsen. Ingen slike signaler ville imidlertid forventes å kollidere svarte hull.

Samtidig å se en nøytron-stjernekollisjon med konvensjonelle teleskoper og "høre" den gjennom vibrasjonene av gravitasjonsbølger, vil markere en ny astronomisk æra. I løpet av måneden svulte ryktene at LIGO og Virgo-lagene kanskje allerede hadde sett kolliderende nøytronstjerner: Teleskoper er kjent for å ha blitt trent på en bestemt himmelbit etter å ha blitt varslet til en annen potensiell tyngdebølgeoppdagelse. Men samarbeidene har ennå ikke bekreftet hva, hvis noe, observatoriene deres så.

Denne artikkelen er reprodusert med tillatelse og ble først publisert 27. september 2017.

Hva har en ubåt, en rakett og en fotball til felles?Storms kan øke hastigheten på ozonet over USADel 8: Håndtering av Habitat DestructionEr naturgass mer klimavennlig?  Forskere kart Tusenvis av lekkasjer i Washington, DCStamcellebehandling for hjertesvikt får en Gull-Standard-prøveTviler Cloud Claims of Metallic HydrogenMenneskelig overbefolkning: Fortsatt et problem av bekymring?Batter Up: Shattering Sticks Opprett fare i MLB Ballparks