En tredje gravitationsvåg har detekterats av Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Ett internationellt team meddelade upptäckten idag, medan själva händelsen upptäcktes den 4 januari 2017. Gravitationsvågor är krusningar i rymden som förutspåddes av Albert Einstein för mer än hundra år sedan.
LIGO består av två anläggningar: en i Hanford, Washington och en i Livingston, Louisiana. När LIGO tillkännagav sin första gravitationsvåg tillbaka i februari 2016 (upptäcktes i september 2015) öppnade det ett nytt fönster i astronomin. Med denna gravitationsvåg, det tredje som upptäcktes, blir det nya fönstret större. Hittills har alla tre detekterade vågor skapats genom sammanslagning av svarta hål.
Teamet, inklusive ingenjörer och forskare från Northwestern University i Illinois, publicerade sina resultat i tidskriften Physical Review Letters.
När den första gravitationsvågen äntligen upptäcktes, över hundra år efter att Einstein förutspådde den, hjälpte den att bekräfta Einsteins beskrivning av rymdtiden som ett integrerat kontinuum. Det sägs ofta att det inte är en bra idé att satsa mot Einstein, och denna tredje upptäckt stärker bara Einsteins teori.
Liksom de två tidigare upptäckterna skapades den här genom sammanslagning av två svarta hål. Dessa två var olika storlekar från varandra; den ena var cirka 31,2 solmassor, och den andra var cirka 19,4 solmassor. Den kombinerade 50 solmassahändelsen orsakade den tredje vågen, som heter GW170104. De svarta hålen var cirka 3 miljarder ljusår bort.
"... en spännande svart hålpopulation ..." - Vicky Kalogera, Senior Astrophysicist, LIGO Scientific Collaboration
LIGO visar oss att deras är en population av binära svarta hål där ute. "Vår handfull upptäckt hittills avslöjar en spännande svarthålpopulation som vi inte visste att fanns förrän nu", sa Northwesterns Vicky Kalogera, en äldre astrofysiker med LIGO Scientific Collaboration (LSC), som bedriver forskning relaterad till de två LIGO-detektorerna, beläget i USA
”Nu har vi tre par svarta hål, där varje par slutar sin dödspiraldans över miljoner eller miljarder år i några av de mest kraftfulla explosionerna i universum. I astronomi säger vi att med tre objekt av samma typ har du en klass. Vi har en befolkning och vi kan göra analyser. ”
När vi säger att gravitationsvågorna har öppnat ett nytt fönster för astronomi, öppnas det fönstret på svarta hål själva. Utöver att bekräfta Einsteins förutsägelser och etablera en population av binära svarta hål, kan LIGO karakterisera och mäta dessa svarta hål. Vi kan lära oss hålens massor och deras rotationsegenskaper.
"Återigen är de svarta hålen tunga," säger Shane Larson, från Northwestern University och Adler Planetarium i Chicago. ”De första svarta hålen som LIGO upptäckte var dubbelt så tunga som vi någonsin skulle ha förväntat oss. Nu har vi alla tappat våra vevar och försökt ta reda på alla intressanta många sätt vi kan föreställa oss att universum gör stora och tunga svarta hål. Och nordvästra är starkt inom detta forskningsområde, så vi är glada. ”
Denna tredje upptäckt stärker fallet för förekomsten av en ny klass av svarta hål: binära svarta hål som är låsta i förhållande till varandra. Det visar också att dessa objekt kan vara större än trott innan LIGO upptäckte dem.
"Det är anmärkningsvärt att människor kan sätta ihop en historia och testa den, för så konstiga och extrema händelser som ägde rum för miljarder år sedan och miljarder ljusår långt borta från oss." - David Shoemaker, MIT
"Vi har ytterligare bekräftelse av att det finns svarta hål som är tyngre än 20 solmassor, föremål som vi inte visste fanns innan LIGO upptäckte dem," sa David Shoemaker från MIT, talesman för LIGO Scientific Collaboration. "Det är anmärkningsvärt att människor kan sätta ihop en historia och testa den, för så konstiga och extrema händelser som ägde rum för miljarder år sedan och miljarder ljusår långt borta från oss."
"Med den tredje bekräftade upptäckten av gravitationsvågor från kollisionen av två svarta hål, etablerar LIGO sig som ett kraftfullt observatorium för att avslöja universums mörka sida," sa David Reitze från Caltech, verkställande direktör för LIGO-laboratoriet och ett nordvästligt alumn. "Även om LIGO är unikt lämpad för att observera dessa typer av händelser, hoppas vi att se andra typer av astrofysiska händelser snart, till exempel den våldsamma kollisionen mellan två neutronstjärnor."
Ett berättande kvittrande ljud bekräftar upptäckten av en gravitationsvåg, och du kan höra den beskrivna och förklarade här, på en Northwestern University podcast.
källor:
- LIGO upptäcker gravitationsvågor för tredje gången
- GW170104: Observation av en 50-solmassad binär svarthåls koalescens vid Redshift 0.2
