Przejdź do głównej zawartości

LIGO i Virgo wznawiają poszukiwanie zmarszczek czasoprzestrzeni

LIGO ma wznowić polowanie na fale grawitacyjne – zmarszczki w czasie i przestrzeni – 1 kwietnia, po tym, gdy otrzyma serię ulepszeń laserów, luster i innych komponentów. LIGO – który składa się z bliźniaczych detektorów zlokalizowanych w Waszyngtonie i Luizjanie – osiągnął teraz wzrost czułości o ok. 40% w stosunku do tej, jaką miał wcześniej, co oznacza, że może badać jeszcze większy niż wcześniejsze rozmiary przestrzeni, potężne zdarzenia wywołujące fale grawitacyjne, takie jak zderzenia czarnych dziur.


Do poszukiwań dołącza Virgo, europejski detektor fal grawitacyjnych, znajdujący się w Europejskim Obserwatorium Grawitacyjnym (EGO) we Włoszech, który niemal podwoił swoją czułość od czasu uruchomienia. Również wznowi prace 1 kwietnia.

„W trzecim cyklu obserwacyjnym osiągnęliśmy znacznie większą poprawę czułości detektorów. A gdy LIGO i Virgo będą obserwować razem przez następny rok, z pewnością wykryjemy o wiele więcej fal grawitacyjnych z tych rodzajów źródeł, które widzieliśmy do tej pory. Chętnie zobaczymy także nowe zdarzenia, takie jak połączenie czarnej dziury z gwiazdą neutronową” – mówi Peter Fritschel, główny naukowiec LIGO w MIT.

W 2015 r. po tym, jak LIGO rozpoczęło obserwacje w zmodernizowanym programie nazwanym Adventure LIGO, szybko przeszedł do historii, dokonując pierwszej bezpośredniej detekcji fal grawitacyjnych. Fale wędrowały do Ziemi z pary zderzających się czarnych dziur znajdujących się w odległości 1,3 mld lat świetlnych stąd. Za to odkrycie, trzej kluczowi gracze LIGO – Barry C. Barish z Caltech, Ronald i Maxine Linde, Kip S. Thorne, Richard P. Feynman wraz z Rainerem Weissem z MIT – otrzymali Nagrodę Nobla z fizyki w 2017 roku.

Od tego czasu sieć detektorów LIGO-Virgo odkryła dziewięć kolejnych zdarzeń połączenia się czarnych dziur i jednego wybuchowego ze zderzenia się dwóch gwiazd neutronowych. Zdarzenie to, nazwane GW170817, wygenerowało nie tylko fale grawitacyjne, ale i światło, które było obserwowane przez dziesiątki teleskopów na Ziemi i w kosmosie.

„Dzięki naszym trzem detektorom, które teraz działają ze znacznie zwiększoną czułością, globalna sieć detektorów LIGO-Virgo umożliwi bardziej precyzyjną triangulację źródeł fal grawitacyjnych” – mówi Jo van den Brand z Nikhef (Holenderski Narodowy Instytut Fizyki Subatomowej) i VU University Amsterdam, który jest rzecznikiem współpracy Virgo.

Teraz, wraz z rozpoczęciem kolejnej wspólnej pracy LIGO-Virgo, obserwatoria są w stanie wykryć jeszcze większą liczbę połączeń czarnych dziur i innych ekstremalnych zdarzeń, takich jak dodatkowe połączenia dwóch gwiazd neutronowych, czy jeszcze niedostrzegalnego połączenia gwiazdy neutronowej i czarnej dziury. Jedną z metryk używanych przez naukowców do pomiaru wzrostu czułości jest obliczenie, z jak daleka mogą wykrywać połączenie się dwóch gwiazd neutronowych. W kolejnej serii LIGO będzie w stanie zobaczyć te zdarzenia z odległości średnio 550 mln lat świetlnych (czyli 190 mln lat świetlnych dalej, niż wcześniej).

Kluczem do osiągnięcia tej czułości są lasery. Każda instalacja LIGO składa się z dwóch długich ramion, które tworzą interferometr w kształcie litery L. Wiązki lasera są wystrzeliwane z rogu “L” i odbijają się od luster, cofają się z dół ramion a następnie łączą. Gdy fale grawitacyjne przechodzą przez detektor, rozciągają i ściskają przestrzeń, powodując niezauważalnie małe zmiany odległości przemieszczających się wiązek lasera, a tym samym wpływając na ich rekombinację. W następnym cyklu moc lasera zostanie podwojona, aby dokładniej zmierzyć te odległości, zwiększając w ten sposób czułość detektorów na fale grawitacyjne.

Kolejne ulepszenia zostały wprowadzone do luster LIGO w obu lokalizacjach. Zmieniono na wersje o lepszej wydajności w sumie w 5 z 8 luster.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu. Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu. Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach. Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz. W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę.

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi. Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. „Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy. Do odkrycia naukowc

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne. Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”. Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przeds