I februari 2016 tillkännagav forskare vid Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) den första upptäckten av gravitationsvågor (GWs). Sedan dess har flera händelser upptäckts, vilket ger insikt i ett kosmiskt fenomen som förutspåddes för över ett sekel sedan av Einsteins teori om allmän relativ relativitet.
För lite över ett år sedan togs LIGO offline så att uppgraderingar kunde göras till dess instrument, vilket skulle möjliggöra att detekteringar skulle äga rum "varje vecka eller ännu oftare." Efter att ha genomfört uppgraderingarna den 1 april gick observatoriet tillbaka online och utförde som förväntat, och upptäckte två troliga gravitationsvåghändelser inom två veckor.
LIGO tillkännagav den första av de två nya GW-evenemangen den 8 april, som följdes av ett andra tillkännagivande den 12 april. Signalerna upptäcktes tack vare samarbete med tre anläggningar mellan LIGO och Virgo Observatory i Italien, och båda tros ha varit resultatet av ett par svarta hål som slogs samman.
Tack vare uppgraderingar gjorda till både LIGO och Virgo har detta vetenskapliga samarbete kunnat öka känsligheten för sina instrument med cirka 40%. För deras tredje observationsperiod (kallad O3) gynnades det astronomiska samhället också av ett nytt offentligt varningssystem, där LIGO-teamet skickar ut varningar när detektioner görs så att observatorier runt om i världen kan rikta sina teleskop mot källan.
Genom att observera källan i olika våglängder (optisk, röntgen, ultraviolett, radio osv.) Hoppas forskare att lära sig mer om vad som orsakar GW-händelser och om dynamiken bakom dem. För dessa senaste upptäckter spelade ett team av forskare från Penn State University - under ledning av Chad Hanna, docent i fysik, astronomi och astrofysik - en viktig roll.
Som Cody Messick, en doktorand i fysik vid Penn State och medlem av LIGO-teamet, förklarade:
”Penn State är en del av ett litet team av LIGO-forskare som analyserar uppgifterna i nästan realtid. Vi jämför ständigt uppgifterna med hundratusentals olika tyngdkraftsvågor och laddar upp alla viktiga kandidater till en databas så snart som möjligt. Även om det finns flera olika lag som alla utför liknande analyser laddade analysen av Penn State-teamet upp kandidaterna som offentliggjordes för båda dessa upptäckter.
Under de senaste nio månaderna har Messick ansvarat för att nyligen laddade GW-kandidater innehåller information från alla detektorer som körs vid upptäckt. Detta hjälper astronomer att lokalisera signaler genom att minska det förutsagda området på himlen som signalen förutsägs komma från.
LIGO offentliga varningar inkluderar också en sky-karta som visar den möjliga platsen för källan på himlen, händelsens tid och vilken typ av händelse det tros vara. LIGO har också sagt att tillkännagivanden om kandidathändelser i framtiden kommer att följas av mer detaljerad information när de har haft en chans att ordentligt veta och studera dem.
Som Ryan Magee, en doktorand i fysik vid Penn State och medlem av LIGO-teamet, uttryckte det:
”Det här är nära realtidsdetekteringar av gravitationsvågor som produceras från två troliga svarta hål som kolliderar. Vi upptäckte den första signalen inom cirka 20 sekunder efter dess ankomst till jorden. Vi kan ställa in automatiska varningar för att få telefonsamtal och text när en betydande kandidat identifieras. Jag trodde att jag fick ett spam-samtal till en början! ”
Hittills har astronomer dragit slutsatsen att GW-händelser kan vara ett resultat av binära svarthålssammanslagningar, en sammanslagning mellan ett svart hål och en neutronstjärna eller en binär neutronstjärnsammanslagning. Var och en av dessa händelser producerar gravitationsvågor med mycket olika signaler, vilket gör att astronomer kan avgöra orsaken.
I detta fall tros händelserna vara resultatet av binära svarthålssammanslagningar, som kommer att testas med uppföljningsobservationer under de kommande veckorna och månaderna. Surabhi Sachdev, en Eberly postdoktorell forskare i fysik vid Penn State och medlem av LIGO-teamet, förklarade vikten av dessa senaste händelser:
”Detta är den första LIGO-observationen som publicerades direkt på ett automatiserat sätt. Detta är den nya LIGO-politiken som börjar med denna observationsperiod. Händelser publiceras omedelbart automatiskt. Efter människokontroll utfärdas en bekräftelse eller återträde inom några timmar. ”
Med den ökade känsligheten hos deras detektorer hoppas LIGO-teamet att inte bara göra fler upptäckter utan också upptäcka en större mängd signaler. Hittills har händelser upptäckts som var resultatet av sammanslagningar mellan två svarta hål eller neutronstjärnor. Man hoppas att laget inom en snar framtid kan upptäcka en signal som produceras genom sammanslagningen av ett svart hål och en neutronstjärna.
Oavsett vilken form nästa händelser tar, kan du förvänta dig att vi kommer att höra om det! Allmänheten kan hålla reda på offentliga varningar på https://gracedb.ligo.org/latest/, eller så kan du ladda ner varningsappen på iPhone-appen Gravitational Wave Events.
