На 11 февруари 2016 г. учени от Обсерваторията на гравитационните вълни на лазерния интерферометър (LIGO) направиха история, когато обявиха първото по рода си откриване на гравитационни вълни (GWs). Оттогава са проведени множество открития и научни сътрудничества между обсерватории - като Advanced LIGO и Advanced Dego - позволяват безпрецедентни нива на чувствителност и споделяне на данни.
Преди това бяха потвърдени седем такива събития, шест от които бяха причинени от сливането на двоични черни дупки (BBH) и едно от сливането на двоична неутронна звезда. Но в събота, 1 декември, екип от учени LIGO Scientific Collaboration (LSC) и Collaboration на Дева представиха нови резултати, които показват откриването на още четири събития на гравитационната вълна. Това довежда общия брой на откритите събития на GW през последните три години до единадесет.
Презентацията, озаглавена „Свойства на популацията на двоични черни дупки, получени от първото и второто наблюдение на напредналите LIGO и напредналата Дева“, беше направена по време на семинара за физика и астрономия на гравитационната вълна през 2018 г. (GWPAW) - който се проведе от 1 декември до декември 4-то място в Университета на Мериленд.
Домакин от Съвместния космически научен институт (JSI), партньорство между Университета в Мериленд и Центъра за космически полети на Годард на НАСА, това годишно събитие обединява учени и изследователи от цял свят, за да обсъдят настоящите и бъдещите проблеми, свързани с откриването и изследване на гравитационните вълни.
В хода на презентацията Майкъл Пюрер - старши учен в отдела за астрофизична и космологична относителност в AEI Potsdam - представи резултатите от първия каталог в GWPAW в събота от името на научното сътрудничество и сътрудничеството на Девите. Те включват седемте открити по-рано събития и четирите скорошни открития. Както той заяви по време на презентацията:
„В този каталог представяме задълбочен анализ на всички 11 детектора на гравитационни вълни, открити в O1 и O2. Разчитаме на най-съвременните модели на гравитационната форма на вълната, излъчвана от тези катаклизмични събития, за да изведем масите, завъртанията и приливните деформации на двоиците. Много съм горд, че бях част от тези изключителни усилия от научното сътрудничество и сътрудничеството на Девите LIGO. "
Новите събития, които бяха резултат от сливания на BBH, са обозначени GW170729, GW170809, GW170818 и GW170823 въз основа на датите, на които са открити. И четирите бяха открити по време на втория наблюдателен цикъл (O2) на сътрудничеството LIGO и VIRGO, който продължи от 30 ноември 2016 г. до 25 август 2017 г.
Алесандра Буонано, директор на отдела за астрофизична и космологична относителност в AEI-Potsdam и професорът от College Park в Университета в Мериленд, беше основен принос за тези скорошни находки. Както тя посочи в скорошно съобщение за пресата на AEI:
„Съвременните модели на сигнали, усъвършенстваната обработка на данни и по-доброто калибриране на инструментите ни позволиха да изведем по-точно астрофизичните параметри на предварително обявените събития. Очаквам с нетърпение следващото наблюдение през пролетта на 2019 г., където очакваме да открием повече от две сливания в черна дупка на месец на събраните данни! “
Според резултатите на екипа, наблюдаваните BBH обхващат широка гама от компоненти, от 7,6 до 50,6 слънчеви маси. Те откриха също, че при две от BBH (GW151226 и GW170729) е много вероятно поне една от черните дупки да се върти. Но най-важното от всичко е, че новите открития поставят два нови рекорда в изследването на GW.
Например събитието, известно като GW170818, се намираше в небето с точна точност в северното небесно полукълбо от обсерваториите LIGO и Дева. Всъщност той бе идентифициран с точност от 39 квадратни градуса (195 пъти повече от видимия размер на пълнолунието), което го прави най-добрата локализирана BBH до момента.
Освен това събитието, известно като GW170729, беше най-масовият и далечен източник на гравитационна вълна, наблюдаван до момента. Освен че включва двойка с черна дупка, която е имала комбинирана маса над 50 пъти повече от тази на Слънцето, сливането е станало преди 5 милиарда години и е освободило еквивалента на почти пет слънчеви маси под формата на гравитационно излъчване.
Поглеждайки напред, екипът се надява да направи повече открития по време на третия наблюдателен цикъл (O3) на Advanced LIGO и Дева, който се планира да започне в началото на 2019 г. Този цикъл ще се възползва от по-нататъшни подобрения на чувствителността до LIGO и Дева, както и от включване на обсерваторията за гравитационни вълни Kamioka (KAGRA) в Япония (вероятно към края на O3).
Както Карстен Данцман, директор на отдела за лазерна интерферометрия и гравитационна вълнова астрономия в AEI-Хановер, изрази:
„Щастлив съм, че много от модерните технологии за детектори, разработени на нашия GEO600 детектор, помогнаха да се направи O2 толкова чувствителен и че в O3 друга технология, въведена в GEO600, изтласкана светлина, ще бъде използвана в LIGO и Дева.“
С тези ъпгрейди и добавянето на KAGRA се очакват много десетки събития от GW в резултат на сливането на бинарните системи в следващите години. Тези последни резултати също предлагат допълнително утвърждаване на инструментите на обсерваториите LIGO и Дева, както и ефективността на международното сътрудничество, което стои зад тях.
И с откриването на четири допълнителни събития на GW, броят на казусите, от които могат да се направят изводи, е нараснал с почти 50%. По този начин те ще могат да научат повече за съвкупността от бинарни системи, които причиняват събития в GW, да не говорим за скоростта, с която се осъществяват тези видове сливания.
Резултатите от търсенията на екипа бяха представени и в два документа, които наскоро се появиха онлайн. Първият документ, „GWTC-1: Каталог на преходни гравитационни вълни на компактни двоични сливания, наблюдаван от LIGO и Дева по време на първия и втория наблюдателен цикъл, представя подробен каталог на всички гравитационни детектиращи вълни.
Втората книга, „Свойства на популацията на двоични черни дупки, получени от първото и второто наблюдаване на напредналите LIGO и Advanced Dego“, описва характеристиките на обединяващата се популация от черни дупки. LIGO се финансира от Националната научна фондация (NSF) и се управлява от Caltech и Масачузетския технологичен институт (MIT).
