Mystisk gravitationsvåg gnistor dagslång jakt - men det var bara ett problem

Pin
Send
Share
Send

Torsdagen (14 november) markerade slutet på en spännande, mystisk och slutligen nedslående fem dagar inom astrofysik.

Teleskop över hela planeten och i rymden snurrade på sina yxor förra söndagen (10 november) och rusade för att skanna himlen efter källan till en mystisk, aldrig tidigare sett gravitationsvåg upptäckt av tre separata detektorer i Washington, Louisiana och Italien. Ingen var säker på vad det var. Det matchade inte vågorna som kommer från sammanslagningar av svarthål eller kolliderande neutronstjärnor. Upptäckten utlöste en internationell jakt på en "elektromagnetisk komponent" till signalen, en ljusblink som skulle identifiera den punkt på himlen från vilken vågen kom och kan förklara vad som orsakade fenomenet.

Men observatorier runt om i världen lyckades inte hitta något synligt ljus, röntgenstrålar eller neutrinoer som kan ha kastats ut från en exploderande stjärna eller annan händelse av gravitationsvågen.

"Bupkis," sa Kathleen E. Saavik Ford, en astrofysiker vid The City University of New York och en forskningsassistent vid American Museum of Natural History och bläddrade igenom en lista med teleskoprapporter torsdag.

Saavik Ford, som inte var inblandad i upptäcktsansträngningen men följde den noga, berättade vid Live Science vid den tiden att det att inte se något på himlen inte var ett säkert tecken på att ingenting fanns där. Det kan ha funnits en supernova någonstans mot mitten av Vintergatan, där ljusets ljus och damm från andra stjärnor skulle dölja objektets ljus från vår syn. Eller kanske kolliderade två svarta hål mycket längre bort och skapade ett konstigt vågmönster som ingen hade förutspått. Eller något annat som vi inte har gissat på kan vara där ute och skurar gravitationsvågor, där denna händelse är vårt första glimt på det.

Och alla tre av världens gravitationsvågsdetektorer rapporterade signalen: båda laserinterferometern Gravitational-Wave Observatory (LIGO) tvillingdetektorer i Livingston, Louisiana och Hanford Site, Washington, såväl som Virgo-detektorn nära Pisa, Italien. Varje detektor har två armar vinkelrätt mot varandra, vars längder enheten mäter med lasrar. När gravitationsvågor passerar genom detektorerna snedvrider vågorna utrymmet, krymper och förlänger armarna.

Vilken som helst av de tre detektorerna kan lätt producera en avläsning av en gravitationsvågsignal, sa Erin Macdonald, en astrofysiker som tidigare arbetat i LIGOs vetenskapliga samarbete och nu arbetar som en vetenskaplig konsult för science-fiction-tv och filmer.

"Dessa detektorer, det är galen hur känsliga de är," sa hon.

"Detektorerna i Washington och Louisiana, dessa armar är 4 kilometer långa, och de upptäcker signaler som är ungefär en tusendel av en atom, förändringarna i dessa armar," sade hon. "Och så speglarna som de använder har riktigt komplexa upphängningssystem och riktigt noggranna spegelbeläggningar. Men eftersom de är så känsliga, plockar de upp alla slags bullerkällor."

Detektorn i Louisiana är till exempel cirka 130 mil inåt landet, men havet påverkar fortfarande den.

"På en blåsig dag kan de plocka upp vågor vid kusten," sa Macdonald. "De kan också hämta lastbilar som går hundratals miles bort."

Men det finns operatörer på varje plats som försöker avlägsna buller genom att titta på tågplaner, seismisk aktivitet och lokalt väder, bland otaliga andra faktorer. I Washington har forskare till och med lärt sig känna igen de svaga signalerna från kaniner som hoppar av de begravda armarna.

LIGO-samarbetet sätter ett antal på hur troligt det var att varje händelse var ett fel. I det här fallet skulle händelsen benämnd "S191110af" dyka upp under falska förvisningar endast en gång per 12.681 år med detektorns körtid vid den nuvarande känslighetsnivån, sade gruppen.

En gång på tolv år är inte ett sinnesblåsande slump, sa Saavik Ford, så det var aldrig uteslutet att S191110af kanske hade varit en fluke. Men ändå, sa hon, hade astrofysiker goda skäl att hoppas att den här var verklig. Det såg ut som den första av en ny klass av signaler som de länge hade väntat på, och oddsen för att snubbla i en falsk version så snart på alla tre detektorer var lite som att få den sämsta möjliga tärningslisten vid första försöket . Så vid torsdag var många forskare fortfarande hoppfulla.

"Om det är en riktig händelse, skulle detta vara en omodlad skur som inte plockats upp av våra kompakta binära koalescensrörledningar," sa Albert Lazzarini, biträdande chef för LIGO på Caltech, till Live Science i en e-post torsdag eftermiddag.

Kompakta binära koalescensrörledningar är de algoritmer som samarbetet använder för att upptäcka brister som matchar sammanslagningar av svart hål och neutronstjärnor. Med andra ord, denna signal skulle ha varit något konstigt, i en kategori som LIGO aldrig hade upptäckt tidigare.

Alla slags händelser händer i universum som vi inte vet om förrän vi snubblar över dem, sa Saavik Ford. Redan i slutet av 1960-talet satte USA fyra satelliter i rymden för att jaga efter elektromagnetiska signaturer av sovjetiska kärnkraftsprover, men dessa satelliter upptäckte istället gammastrålar som inte matchade någon kärnvapensignatur. Först på 1970-talet bekräftade astrofysiker att skurarna kom från fel riktning, att de i själva verket var signaler från djupt i rymden som aldrig hade förutsagits.

Från och med torsdagen, sa Saavik Ford, var det möjligt att något liknande hände med dessa vågsignaler.

"Detta är ett helt nytt sätt att avkänna universum," sade hon, "om flera mer omodlade skurar utan elektromagnetiska komponenter händer under de kommande fem åren, vet vi det."

Men klockan 18:14 EST samma dag tweetade Christopher Berry, en astronom vid Northwestern University i Illinois och en medlem av LIGO-samarbetet, "Tyvärr, # S191110af har nu dragits tillbaka!"

I en uppföljningstweet som svarade på en fråga från Live Science förklarade han hur felet dök upp på tre platser separerade av tusentals mil.

"Slumpmässig otur," sade han. "Glitchiness fanns bara i en detektor, men det tycktes matcha med något slumpmässigt typiskt brus någon annanstans av en slump. t träna alltid. "

Pin
Send
Share
Send