26 grudnia 2015 roku o godzinie 3:38:53 UTC naukowcy po raz drugi zaobserwowali fale grawitacyjne – fałdy w czasoprzestrzeni.
Fale grawitacyjne zostały zarejestrowane przez oba detektory obserwatorium LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) znajdujące się w Livingston w stanie Luizjana oraz Hanford w stanie Waszyngton.
Obserwatorium LIGO finansowane jest przez National Science Foundation (NSF), a zostały zaprojektowane, zbudowane i są obsługiwane przez Caltech i MIT. Odkrycie, zaakceptowane do publikacji w periodyku Physical Review Letters, było możliwe w ramach współpracy naukowej LIGO oraz Virgo Collaboration.
Fale grawitacyjne przenoszą unikalne informacje o swoim pochodzeniu i o naturze grawitacji – informacje, których nie można uzyskać w żaden inny sposób. Analizując dane obserwacyjne fizycy wywnioskowali, że owe fale grawitacyjne zostały wyemitowane w ostatnich momentach procesu łączenia dwóch czarnych dziur o masie odpowiednio 14 i 8 mas Słońca. W wyniku połączenia powstała jedna, masywna czarna dziura o masie 21 mas Słońca.
„To bardzo ważna informacja, że te czarne dziury były dużo mniej masywne niż obserwowane za pierwszym razem,” mówi Gabriela Gonzales, rzecznik LIGO Scientific Collaboration (LSC) oraz profesor fizyki i astronomii na Louisiana State University. „Ze względu na to, że te czarne dziury charakteryzowały się niższą masą, spędziły więcej czasu – około jednej sekundy – w zakresie czułości detektorów. To obiecujący początek procesu mapowania populacji czarnych dziur we Wszechświecie.”
Podczas mergeru, który miał miejsce około 1,4 miliarda lat temu, ilość energii równa masie Słońca została zużyta do wyemitowania fali grawitacyjnej. Wykryty sygnał obejmuje ostatnie 27 orbit czarnych dziur przed połączeniem. W oparciu o czas dotarcia sygnału – detektor w Livingston zarejestrował fale 1,1 milisekundy przed detektorem w Hanford – można oszacować położenie na niebie źródła sygnału.
„W bliskiej przyszłości, Virgo – europejski interferometr, dołączy do rosnącej sieci detektorów fal grawitacyjnych, która współpracuje z teleskopami naziemnymi, które mają za zadanie obserwowanie źródła pochodzenia fal,” zauważa Fulvio Ricci, rzecznik Virgo Collaboration, fizyk w Instituto Nazionale di Nucleare (INFN) oraz profesor na Uniwersytecie Sapienza w Rzymie. „Współpracujące ze sobą trzy interferometry pozwolą znacznie lepiej zlokalizować położenie źródła obserwowanych sygnałów.”
Pierwsze odkrycie fal grawitacyjnych, które ogłoszono na konferencji 11 lutego 2016 roku, było kamieniem milowym w fizyce i astronomii – było to ostateczne potwierdzenie ogólnej teorii względności Alberta Einsteina z 1915 roku. Ten dzień uważa się za początek nowej dziedziny nauki: astronomii fal grawitacyjnych.
„Fakt, że udało nam się zarejestrować dwa silne zjawiska w ciągu pierwszych czterech miesięcy obserwacji, pozwala nam szacować jak często możemy w przyszłości obserwować docierające do nas fale grawitacyjne. LIGO pozwala nam w zupełnie nowy sposób obserwować jedne z najciemniejszych, a jednocześnie najbardziej energetycznych, zjawisk we Wszechświecie.”
Źródło: MIT