Noua analiză a datelor de la interferometrele laser LIGO și Virgo, observatoarele de înregistrare a undelor gravitaționale din SUA și Italia, a crescut numărul de cazuri înregistrate de detectare a undelor gravitaționale la unsprezece.

Acum aproximativ cinci miliarde de ani, într-o galaxie foarte îndepărtată, două găuri negre masive cu mase de 34 și 51 de mase ale Soarelui s-au contopit pentru a forma un monstru cu o masă de 80 de mase ale Soarelui. Acest eveniment dramatic a eliberat energie echivalentă cu cele cinci mase ale Soarelui nostru și s-a propagat sub formă de unde gravitaționale puternice prin spațiu la viteza luminii.

Cel mai îndepărtat și mai puternic

La sfârșitul lunii iulie 2017, aceste mici scanări spațiu-timp, prezise de Albert Einstein acum mai bine de un secol, au lovit Pământul nostru. Au fost înregistrate până în prezent de cele mai precise instrumente de măsurare proiectate și fabricate de oameni. GW170729, așa cum se numește acest semnal de undă gravitațională, este cel mai îndepărtat și mai puternic dintre cele patru fenomene noi înregistrate în timpul observațiilor de către doi detectori americani LIGO (Laser Interferometry Gravitational-Wave Observatory) și detectorul Fecioară din Italia. În primele două sezoane de observare din 2015 până în 2017, LIGO a înregistrat șapte evenimente suplimentare. Două dintre ele au fost, de asemenea, capturate de dispozitivul Fecioară în august 2017, când acest detector european a funcționat simultan cu LIGO american. O analiză detaliată a tuturor datelor disponibile, prezentată în noiembrie 2017, a făcut acum posibilă descoperirea a încă patru fenomene, așa că am înregistrat deja 11. Potrivit Patricia Schmidt (Universitatea Radboud, Olanda), membru al echipei binary black găurile și frecvența coliziunilor și îmbinărilor lor.

Frecvența fuziunii

quark
Graficul prezintă masele tuturor celor zece cazuri de fuziune a găurilor negre binare observate de detectorul LIGO (culoare albastră). De asemenea, sunt prezentate stelele de neutroni de masă cunoscută (galben) și masele componentelor perechii de stele de neutroni care s-au contopit la GW170817 (portocaliu). Greutățile găurilor negre cunoscute din lucrările cu raze X sunt prezentate în violet, sursa LIGO/Fecioară/Universitatea Northwestern.

Astronomii sunt deosebit de curioși, la fel și distribuția maselor de găuri negre stelare - rămășițele exploziilor supernova. De exemplu, fenomenul desemnat GW170729 a cauzat probleme teoreticienilor, deoarece modelele existente de evoluție stelară nu anticipează formarea de găuri negre mai grele de 50 de mase solare. Chiar și cu noile descoperiri menționate, recolta anotimpurilor inițiale de observare s-ar putea să nu fie încă completă, spune fizicianul Jo van den Brand (Institutul Național Olandez pentru Fizică Subatomică, Amsterdam, Olanda). În ciuda a patru noi descoperiri semnificative statistic, o listă de 14 candidați marginali a fost publicată în cooperarea LIGO/Fecioară, iar în februarie 2019 toate datele ar trebui să fie disponibile publicului. Grupurile externe pot găsi, de asemenea, ceva interesant în aceste date, notează van den Brand. În articolul însoțitor, echipa a folosit observațiile existente pentru a arăta că frecvența fuzionării găurilor negre binare este cuprinsă între 10 și 100 de cazuri pe gigaparsec cub, adică 3,5 · 1028 ani-lumină cubici - într-un cub cu o margine de 3,26 miliarde ani-lumină. ani) timp de un an. Acest număr crește odată cu creșterea redshiftului (adică cu distanța) exact așa cum era de așteptat, deoarece acest lucru confirmă informația că frecvența formării stelelor a fost mult mai mare în trecut decât în ​​prezent.

Așteptări pline de speranță

Toți cei trei detectori de unde gravitaționale (doi dintre ei în sistemul LIGO) sunt pregătiți și îmbunătățiți pentru următorul sezon comun de observare. Când LIGO și Fecioara își vor începe observațiile din nou (sfârșitul lunii martie 2019), cu siguranță vom detecta mai multe fuziuni de găuri negre binare, spune CEO-ul LIGO, David Reitze (Caltech, SUA). Pe măsură ce sensibilitatea aparatului crește, oamenii de știință se așteaptă să găsească, în medie, cel puțin un fenomen în fiecare săptămână.

RNDr. Zdeněk Komárek

Conectați-vă sau înregistrați-vă pentru a accesa conținutul exclusiv al abonaților sau pentru a comanda o versiune tipărită a revistei Quark.