Naukowcy po raz czwarty zaobserwowali fale grawitacyjne wytworzone podczas zlewania się dwóch czarnych dziur. Obserwacji po raz pierwszy wspólnie dokonały detektory LIGO – w USA – i Virgo – we Włoszech. W badaniach uczestniczyli też polscy naukowcy.
O odkryciu poinformowano w środę wieczorem. Była to już czwarta w historii obserwacja fal grawitacyjnych pochodzących ze zlewania się czarnych dziur w układzie podwójnym. Po raz pierwszy jednak takie fale – czy też „zmarszczki czasoprzestrzeni” – wykryte zostały nie przez dwa, a przez trzy detektory. Do dwóch zlokalizowanych w USA detektorów LIGO Scientific Collaboration, dołączył bowiem działający od niedawna detektor Virgo Collaboration, który znajduje się we Włoszech.
„To pierwszy statystycznie istotny sygnał fali grawitacyjnej zarejestrowany przez detektor Advanced Virgo” – poinformowano w przesłanym PAP komunikacie polskiej grupy Virgo-POLGRAW.
Dzięki wykorzystaniu trzech – a nie dwóch detektorów – w dodatku zlokalizowanych w różnych miejscach na Ziemi – można będzie precyzyjniej zlokalizować źródło zarejestrowanego sygnału. Będzie więc można dokładniej stwierdzić, w którym miejscu Wszechświata powstały fale grawitacyjne.
Trzy detektory dokonały swojej obserwacji 14 sierpnia 2017 o godz. 10:30:43 czasu UTC (12:30:43 czasu polskiego).
„Jest rzeczą wspaniałą móc zobaczyć pierwszy sygnał fali grawitacyjnej w naszym nowym detektorze Advanced Virgo” – skomentował Jo van den Brand z Nikhef i VU University Amsterdam, rzecznik konsorcjum Virgo Collaboration. Podkreślił, że obserwacji dokonano zaledwie dwa tygodnie od momentu, gdy detektor Virgo zaczął oficjalnie zbierać dane.
Zarejestrowane fale grawitacyjne zostały wyemitowane w czasie ostatnich chwil przed połączeniem się dwóch czarnych dziur o masach około 31 i 25 mas Słońca i położonych w odległości ok. 1,8 mld lat świetlnych od nas. Nowo powstała rotująca czarna dziura ma masę około 53 mas Słońca, co oznacza, że w czasie zlewania się czarnych dziur około 3 masy Słońca zostały zamienione w energię wyemitowanych fal grawitacyjnych.
Detektor Advanced Virgo – detektor fal grawitacyjnych drugiej generacji – dołączył do kampanii obserwacyjnej 1 sierpnia br. Nastąpiło to po zakończeniu wieloletniego projektu modernizacji tego detektora oraz po miesiącach intensywnej pracy nad zwiększaniem jego czułości.
W badania nad falami grawitacyjnymi zaangażowana jest polska grupa POLGRAW. To część konsorcjum Virgo Collaboration. W jej skład wchodzą naukowcy z Instytutu Matematycznego PAN, Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN, Narodowego Centrum Badań Jądrowych, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, a także Uniwersytetów: w Białymstoku, Jagiellońskiego w Krakowie, Mikołaja Kopernika w Toruniu, Warszawskiego, Wrocławskiego i Zielonogórskiego.
„Naszymi zadaniami w ramach prac prowadzonych przez konsorcja Virgo Collaboration i LSC są: analiza danych uzyskanych z detektorów LIGO i Virgo, prowadzenie badań astrofizycznych źródeł fal grawitacyjnych, opracowywanie teoretycznych modeli sygnałów fal grawitacyjnych oraz udział w rozbudowie detektora Advanced Virgo” – mówi prof. dr hab. Andrzej Królak z Instytutu Matematycznego PAN oraz Narodowego Centrum Badań Jądrowych, członek zarządu projektu Virgo.
Amerykańskie detektory należące do Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO, Laserowe Interferometryczne Obserwatorium Fal Grawitacyjnych), położone są w Livingston w stanie Louisiana, a także w Hanford w stanie Washington. Natomiast detektor Advanced Virgo zlokalizowany jest w Europejskim Obserwatorium Grawitacyjnym (EGO) w Cascinie w pobliżu Pizy we Włoszech.
Odkrycie opisano w artykule przyjętym do publikacji w czasopiśmie Physical Review Letters (treść artykułu można znaleźć na stronie https://dcc.ligo.org/P170814 lub https://tds.virgo-gw.eu/GW170814).
