În februarie 2016, oamenii de știință de la Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) au făcut istorie anunțând prima detectare a undelor gravitaționale (GWs). Aceste ondulări din țesătura Universului, care sunt cauzate de fuziunile găurilor negre sau coliziunile piticilor albe, au fost prezise pentru prima dată de Teoria relativității generale a lui Einstein cu aproximativ un secol în urmă.
Cu aproximativ un an în urmă, cele două instalații ale LIGO au fost scoase offline, astfel încât detectoarele sale ar putea suferi o serie de actualizări hardware. Cu aceste actualizări acum complete, LIGO a anunțat recent că observatorul va reveni online pe 1 aprilie. În acel moment, oamenii de știință se așteaptă ca sensibilitatea crescută a acestuia să permită detectări „aproape zilnice”.
Până în prezent, pe parcursul a aproximativ trei ani și jumătate au fost depistate un număr de 11 evenimente cu unde gravitaționale. Zece dintre acestea au fost rezultatul fuziunilor găurilor negre, în timp ce semnalul rămas a fost cauzat de o pereche de stele de neutroni care se ciocnesc (un eveniment kilonova). Studiind aceste evenimente și altele ca ele, oamenii de știință au pornit efectiv într-o nouă eră a astronomiei.
Și cu actualizările LIGO acum finalizate, oamenii de știință speră să dubleze numărul de evenimente care au fost detectate în anul următor. A spus Gabriela González, profesor de fizică și astronomie la Universitatea de Stat din Louisiana, care a petrecut ani de zile la vânătoare de GWs:
„Galileo a inventat telescopul sau a folosit telescopul pentru prima dată pentru a face astronomie acum 400 de ani. Și astăzi mai construim telescoape mai bune. Cred că acest deceniu a fost începutul astronomiei valurilor gravitaționale. Prin urmare, acest lucru va continua să progreseze, cu detectoare mai bune, cu diferite detectoare, cu mai mulți detectori. "
Situate în Hanfrod, Washington și Livingston, Louisiana, cei doi detectori LIGO constau din două conducte de beton care sunt unite la bază (formând o formă gigantică de L) și se extind perpendicular între ele pentru aproximativ 3,2 km (2 mi). În interiorul conductelor, se folosesc două fascicule laser puternice care sunt respinse de o serie de oglinzi pentru a măsura lungimea fiecărui braț cu o precizie extremă.
Pe măsură ce undele gravitaționale trec prin detectoare, acestea denaturează spațiul și determină modificarea lungimii cu cea mai mică distanță (adică la nivel subatomic). Potrivit lui Joseph Giaime, șeful Observatorului LIGO din Livingston, Louisiana, actualizările recente includ optici care vor stimula puterea laserului și vor reduce „zgomotul” în măsurătorile lor.
Pentru restul anului, cercetările asupra undelor gravitaționale vor fi, de asemenea, consolidate de faptul că un al treilea detector (interferometrul Virgo din Italia) va efectua și observații. În timpul ultimei alergări de observație a LIGO, care a durat din noiembrie 2016 până în august 2017, Fecioara a fost doar operațională și a putut oferi sprijin chiar până la sfârșitul acesteia.
În plus, se observă că observatorul KAGRA din Japonia va intra online în viitorul apropiat, permițând o rețea de detectare și mai robustă. În final, faptul că mai multe observatorii separate prin distanțe vaste în întreaga lume nu numai că permite un grad mai mare de confirmare, dar ajută la reducerea posibilelor locații ale surselor GW.
Pentru următoarea desfășurare de observație, astronomii GW vor beneficia, de asemenea, de un sistem de alertă publică - care a devenit o caracteristică regulată a astronomiei moderne. Practic, atunci când LIGO detectează un eveniment GW, echipa va trimite o alertă, astfel încât observatoarele din întreaga lume să poată orienta telescoapele către sursă - în cazul în care evenimentul produce fenomene observabile.
Acesta a fost cu siguranță cazul evenimentului kilnova care a avut loc în 2017 (cunoscut și sub numele de GW170817). După ce cele două stele de neutroni care au produs GW-urile s-au ciocnit, a rezultat o luptă strălucitoare, care a crescut de-a lungul timpului. De asemenea, coliziunea a dus la eliberarea de jeturi superrapide de material și formarea unei găuri negre.
Potrivit lui Nergis Mavalvala, cercetător în valuri gravitaționale la MIT, fenomenele observabile legate de evenimentele GW au fost un tratament rar până acum. În plus, există întotdeauna șansa ca ceva complet neașteptat să fie observat, care îi va lăsa pe oameni de știință dezgustați și uimiți:
„Am văzut doar această mână de găuri negre din toate posibilele care sunt acolo. Există multe, multe întrebări la care încă nu știm să răspundem ... Așa se întâmplă descoperirea. Porniți un instrument nou, îl indicați la cer și vedeți ceva despre care habar nu aveți că există. ”
Cercetarea valurilor gravitaționale este doar una dintre mai multe revoluții care au loc astăzi în astronomie. Și la fel ca și celelalte domenii de cercetare (cum ar fi studiile exoplanetelor și observațiile Universului timpuriu), este de a beneficia de introducerea atât a instrumentelor și metodelor îmbunătățite în următorii ani.
