En tredje gravitationsbølge er detekteret af Laser Interferometer Gravitations-Wave Observatory (LIGO). Et internationalt hold annoncerede afsløringen i dag, mens selve begivenheden blev fundet den 4. januar 2017. Tyngdekraftsbølger er krusninger i rumtid, som Albert Einstein forudsagde for mere end et århundrede siden.
LIGO består af to faciliteter: en i Hanford, Washington og en i Livingston, Louisiana. Da LIGO annoncerede sin første gravitationsbølge tilbage i februar 2016 (opdaget i september 2015), åbnede det et nyt vindue i astronomien. Med denne gravitationsbølge, den tredje detekteret, bliver det nye vindue større. Indtil videre er alle tre detekterede bølger skabt ved sammenlægning af sorte huller.
Holdet, inklusive ingeniører og forskere fra Northwestern University i Illinois, offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Physical Review Letters.
Da den første gravitationsbølge endelig blev opdaget, over hundrede år efter at Einstein forudsagde det, hjalp det med at bekræfte Einsteins beskrivelse af rumtid som et integreret kontinuum. Det siges ofte, at det ikke er en god ide at satse mod Einstein, og denne tredje afsløring styrker bare Einsteins teori.
Som de foregående to detektioner blev denne oprettet ved sammenlægning af to sorte huller. Disse to var forskellige størrelser fra hinanden; den ene var omkring 31,2 solmasser, og den anden omkring 19,4 solmasser. Den kombinerede 50 solmassehændelse forårsagede den tredje bølge, der hedder GW170104. De sorte huller var omkring 3 milliarder lysår væk.
“… En spændende sort hulpopulation…” - Vicky Kalogera, senior astrofysiker, LIGO videnskabeligt samarbejde
LIGO viser os, at de er en bestand af binære sorte huller derude. ”Vores håndfulde detektioner indtil videre afslører en spændende sort hulpopulation, som vi ikke vidste, at der eksisterede indtil nu,” sagde Northwesterns Vicky Kalogera, en senior astrofysiker med LIGO Scientific Collaboration (LSC), der udfører forskning i tilknytning til de to LIGO-detektorer, beliggende i USA
”Nu har vi tre par sorte huller, hvor hvert par afslutter deres dødsspiraldans over millioner eller milliarder af år i nogle af de mest kraftfulde eksplosioner i universet. I astronomi siger vi med tre objekter af samme type, at du har en klasse. Vi har en befolkning, og vi kan lave analyse. ”
Når vi siger, at gravitationsbølger har åbnet et nyt vindue om astronomi, åbner det vindue sig selv på sorte huller. Ud over at bekræfte Einsteins forudsigelser og etablere en population af binære sorte huller, kan LIGO karakterisere og måle disse sorte huller. Vi kan lære hullernes masser og deres spin-egenskaber.
”Endnu en gang er de sorte huller tunge,” sagde Shane Larson fra Northwestern University og Adler Planetarium i Chicago. ”De første sorte huller, som LIGO opdagede, var dobbelt så tunge, som vi nogensinde ville have forventet. Nu har vi alle kørt vores krum og forsøgt at finde ud af alle de interessante utal af måder, vi kan forestille os, at universet laver store og tunge sorte huller. Og det nordvestlige er stærkt inden for dette forskningsområde, så vi er spændte. ”
Denne tredje fund styrker sagen for eksistensen af en ny klasse af sorte huller: binære sorte huller, der er låst i forhold til hinanden. Det viser også, at disse objekter kan være større end troet, før LIGO opdagede dem.
”Det er bemærkelsesværdigt, at mennesker kan sammensætte en historie og teste den, for så mærkelige og ekstreme begivenheder, der fandt sted for milliarder af år siden og milliarder af lysår fjernt fra os.” - David Shoemaker, MIT
”Vi har yderligere bekræftelse af eksistensen af sorte huller, der er tungere end 20 solmasser, objekter, som vi ikke vidste, eksisterede før LIGO opdagede dem,” sagde David Shoemaker fra MIT, talsperson for LIGO Scientific Collaboration. ”Det er bemærkelsesværdigt, at mennesker kan sammensætte en historie og teste den, for så mærkelige og ekstreme begivenheder, der fandt sted for milliarder af år siden og milliarder af lysår fjernt fra os.”
”Med den tredje bekræftede detektion af tyngdekraftsbølger fra kollisionen af to sorte huller etablerer LIGO sig som et magtfuldt observatorium til at afsløre universets mørke side,” sagde David Reitze fra Caltech, administrerende direktør for LIGO-laboratoriet og et nordvestligt alumne. ”Mens LIGO er unikt egnet til at observere disse typer begivenheder, håber vi snart at se andre typer astrofysiske begivenheder, såsom den voldelige kollision mellem to neutronstjerner.”
En fortællende kvitrende lyd bekræfter påvisning af en gravitationsbølge, og du kan høre den beskrevet og forklaret her på en Northwestern University-podcast.
Kilder:
- LIGO opdager gravitationsbølger for tredje gang
- GW170104: Observation af en 50-solsmasse binær sort hul-koalescens ved Redshift 0.2
