Βαρυτικά Κύματα: Η συνεργασία LIGO και Virgo στην ανίχνευση των βαρυτικών κυμάτων ανοίγει νέους δρόμους έρευνας

Σήμερα 27 Σεπτεμβρίου, ερευνητές από τον Εξελιγμένο LIGO (Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) και τον Εξελιγμένο Ανιχνευτή Virgo (Advanced Virgo Detector) ανακοίνωσαν την κοινή τους ανίχνευση ενός σήματος βαρυτικού κύματος από τη συγχώνευση δυο μελανών οπών. Η παρατήρηση από τρεις ανιχνευτές (δυο από το LIGO και τον ανιχνευτή Virgo) επιτρέπει τις ομάδες να βελτιώσουν την ικανότητά τους να προσδιορίζουν από ποια περιοχή του ουρανού προέρχονται τα κύματα. Η ανακοίνωση έγινε στη συνάντηση των υπουργών επιστημών των G7 στο Τορίνο, στην Ιταλία και η μελέτη που περιγράφει την ανίχνευση έγινε δεκτή για δημοσίευση από το περιοδικό της APS (American Physical Society) Physical Review Letters.

Το σήμα, το οποίο παρατηρήθηκε στις 14 Αυγούστου του 2017, προέρχεται από συγχώνευση μιας μαύρης τρύπας με μάζα 30,5 φορές τη μάζα του Ήλιου με άλλη μια μαύρη τρύπα 25,3 φορές τη μάζας του Ήλιου. Το γεγονός συνέβη 540 megaparsecs από τη Γη ή αλλιώς περίπου 1,8 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Επειδή στην ανίχνευση ενεπλάκη ένα δίκτυο τριών ανιχνευτών, οι ερευνητές μπόρεσαν να περιορίσουν την τοποθεσία της πηγής του σήματος κατά ένα παράγοντα κοντά στο 20 σε σύγκριση με τις προηγούμενες ανιχνεύσεις του LIGO.

Κάθε ένας από τους τρεις ανιχνευτές, δυο LIGO σε Hanford, στην Washington και σε Livingston, στη Louisiana, στις ΗΠΑ και ο Virgo στην Pisa, στην Ιταλία, κατέγραψαν το χαρακτηριστικό σήμα-τιτίβισμα των μελανών οπών που περιφέρονταν η μια γύρω από την άλλη, στη συνέχεια επιτάχυναν και συγχωνεύτηκαν. Από τη σύγκριση των χρόνων άφιξης των κυμάτων σε κάθε έναν ανιχνευτή, οι ερευνητές μπόρεσαν να βελτιώσουν τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης της πηγής. Προηγούμενες ανιχνεύσεις από το LIGO ενέπλεκαν δυο ανιχνευτές, πράγμα που σήμαινε ότι οι συγχωνεύσεις θα μπορούσαν μόνο να εντοπιστούν ότι βρίσκονται κάπου σε μια μεγάλη έκταση του ουρανού.

Από αέρος θέα του Virgo στην Ιταλία

Επιπροσθέτως με τον καλύτερο εντοπισμό της πηγής του βαρυτικού κύματος, η συμμετοχή του Virgo σημαίνει ότι μπορεί να μελετηθεί και η πόλωση των κυμάτων. Όπως σε άλλα είδη κυμάτων, τα βαρυτικά κύματα ταλαντώνονται σε συγκεκριμένες διευθύνσεις. Οι ανιχνευτές LIGO προσανατολίζονται με παρόμοιο τρόπο, έτσι δεν μπορούσαν να αισθανθούν την διεύθυνση της ταλάντωσης. Ο Virgo είναι προσανατολισμένος με ένα τρόπο συμπληρωματικό με τους LIGO, έτσι οι τρεις ανιχνευτές μπορούν μαζί να αναλύσουν την πόλωση του κύματος. Με την πληροφορία αυτή, θα μπορούσαν να γίνουν δυνατά ακόμη και τα πιο αυστηρά τεστ της Γενικής Σχετικότητας.

Πηγή: American Physical Society