În februarie 2016, oamenii de știință de la Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) au anunțat prima detectare a undelor gravitaționale (GWs). De atunci, au fost detectate mai multe evenimente, oferind o perspectivă asupra fenomenelor cosmice care au fost prezise în urmă cu un secol de Teoria relativității generale a lui Einstein.
Cu puțin peste un an în urmă, LIGO a fost eliminat pentru a putea fi făcute upgrade-uri la instrumentele sale, ceea ce ar permite detectarea să aibă loc „săptămânal sau chiar mai des”. După finalizarea actualizărilor de la 1 aprilie, observatorul a revenit online și s-a desfășurat așa cum era de așteptat, detectând două evenimente de val gravitațional probabile în cel puțin două săptămâni.
LIGO a anunțat primul dintre cele două noi evenimente GW pe 8 aprilie, care a fost urmat de un al doilea anunț pe 12 aprilie. Semnalele au fost detectate datorită colaborării cu trei instalații dintre LIGO și Observatorul Virgo din Italia și se consideră că ambele au fost rezultatul unei fuziuni cu două găuri negre.
Datorită upgrade-urilor aduse LIGO și Fecioarei, această colaborare științifică a reușit să crească sensibilitatea instrumentelor sale cu aproximativ 40%. Pentru a treia desfășurare a lor de observație (denumită O3), comunitatea astronomică a beneficiat și de un nou sistem de alertă publică, unde echipa LIGO transmite alerte momentele în care se fac detectări, astfel încât observatoarele din întreaga lume să poată orienta telescoapele la sursă.
Observând sursa în diferite lungimi de undă (optică, radiografie, ultraviolete, radio etc.), oamenii de știință speră să afle mai multe despre ce cauzează evenimentele GW și despre dinamica din spatele lor. Pentru aceste ultime detectări, o echipă de oameni de știință de la Universitatea Penn State - condusă de Chad Hanna, profesor asociat de fizică, astronomie și astrofizică - a jucat un rol vital.
După cum a explicat Cody Messick, un student absolvent în fizică la Penn State și membru al echipei LIGO:
„Penn State face parte dintr-o echipă mică de oameni de știință LIGO care analizează datele aproape în timp real. Comparăm constant datele cu sute de mii de unde gravitaționale diferite și încărcăm candidații semnificați într-o bază de date cât mai curând posibil. Deși există mai multe echipe diferite care efectuează analize similare, analiza efectuată de echipa Penn State a încărcat candidații care au fost făcuți publici pentru ambele detectări. ”
În ultimele nouă luni, Messick a fost responsabil să se asigure că candidații GW recent încărcați conțin informații de la toți detectoarele care funcționează în momentul detectării. Acest lucru îi ajută pe astronomi să localizeze semnale prin restrângerea zonei previzibile a cerului din care se presupune că a venit semnalul.
Alertele publice LIGO includ, de asemenea, o hartă a cerului care arată locația posibilă a sursei pe cer, ora evenimentului și ce fel de eveniment se crede. LIGO a mai spus că, în viitor, anunțurile despre evenimentele candidaților vor fi urmate de informații mai detaliate, odată ce au avut șansa de a le efectua în mod corespunzător și de a le studia.
După cum Ryan Magee, student absolvent în fizică la Penn State și membru al echipei LIGO, a spus:
„Acestea sunt detectări în timp real a undelor gravitaționale produse din două găuri negre probabile care se ciocnesc. Am detectat primul semnal în aproximativ 20 de secunde de la sosirea sa pe pământ. Putem configura alerte automate pentru a primi apeluri telefonice și texte atunci când este identificat un candidat semnificativ. Am crezut că primesc la început un apel telefonic spam! ”
Până în prezent, astronomii au dedus că evenimentele GW pot fi rezultatul fuziunilor binare ale găurilor negre, a unei fuziuni între o gaură neagră și a unei stele cu neutroni sau a unei fuziuni binare cu stele neutronice. Fiecare dintre aceste evenimente produce unde gravitaționale cu semnale foarte diferite, ceea ce le permite astronomilor să determine cauza.
În acest caz, se consideră că evenimentele sunt rezultatul fuziunilor binare ale găurilor negre, care vor fi testate cu observații ulterioare în următoarele săptămâni și luni. Surabhi Sachdev, un Eberly Postdoctoral Research Fellow în fizică la Penn State și membru al echipei LIGO, a explicat importanța acestor ultime evenimente:
„Aceasta este prima observație LIGO care a fost făcută publică imediat în mod automat. Aceasta este noua politică LIGO începând cu această execuție de observare. Evenimentele sunt făcute publice instantaneu în mod automat. După verificarea umană, o confirmare sau retragere este emisă în câteva ore.
Odată cu sensibilitatea crescută a detectoarelor lor, echipa LIGO speră că nu numai că va face mai multe detecții, dar va detecta o varietate mai mare de semnale. Până în prezent, au fost detectate evenimente care au fost rezultatul fuziunilor dintre două găuri negre sau stele de neutroni. Se speră că în viitorul apropiat, echipa poate detecta un semnal produs prin fuziunea unei găuri negre și a unei stele cu neutroni.
Oricare ar fi forma următoarelor evenimente, vă puteți aștepta că vom auzi despre asta! Publicul poate ține evidența alertelor publice la https://gracedb.ligo.org/latest/ sau puteți descărca aplicația de alertă din aplicația iPhone Gravitational Wave Events.
