Το LIGO μόλις έκανε μια μεγάλη αναβάθμιση, θα αρχίσει ξανά την αναζήτηση για βαρυτικά κύματα την 1η Απριλίου
Σε Φεβρουάριος 2016 , επιστήμονες στο Αστεροσκοπείο βαρυτικών κυμάτων συμβολόμετρο λέιζερ (LIGO) έγραψε ιστορία ανακοινώνοντας την πρώτη ανίχνευση του βαρυτικά κύματα (GWs). Αυτοί οι κυματισμοί στο ίδιο το ύφασμα του Σύμπαντος, που προκαλούνται από συγχωνεύσεις μαύρων οπών ή σύγκρουση λευκών νάνων, προβλέφθηκαν για πρώτη φορά από τον Αϊνστάιν. Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας πριν από έναν αιώνα περίπου.
Πριν από περίπου ένα χρόνο, οι δύο εγκαταστάσεις του LIGO τέθηκαν εκτός σύνδεσης, ώστε οι ανιχνευτές του να μπορούν να υποστούν μια σειρά από αναβαθμίσεις υλικού. Με αυτές τις αναβαθμίσεις να έχουν ολοκληρωθεί τώρα, LIGO ανακοινώθηκε πρόσφατα ότι το αστεροσκοπείο θα επανέλθει στο διαδίκτυο την 1η Απριλίου. Σε εκείνο το σημείο, οι επιστήμονές του αναμένουν ότι η αυξημένη ευαισθησία του θα επιτρέψει να πραγματοποιούνται «σχεδόν καθημερινές» ανιχνεύσεις.
Μέχρι στιγμής, έχουν ανιχνευθεί συνολικά 11 συμβάντα βαρυτικών κυμάτων κατά τη διάρκεια περίπου τριάμισι ετών. Δέκα από αυτά ήταν αποτέλεσμα συγχωνεύσεων μαύρης τρύπας ενώ το υπόλοιπο σήμα προκλήθηκε από α ζεύγος άστρων νετρονίων που συγκρούονται (εκδήλωση kilonova). Μελετώντας αυτά τα γεγονότα και άλλα παρόμοια, οι επιστήμονες έχουν ουσιαστικά ξεκινήσει μια νέα εποχή της αστρονομίας.
Και με τις αναβαθμίσεις του LIGO να έχουν ολοκληρωθεί, οι επιστήμονες ελπίζουν να διπλασιάσουν τον αριθμό των γεγονότων που έχουν εντοπιστεί το επόμενο έτος. Είπε Γκαμπριέλα Γκονζάλες , καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Λουιζιάνα που πέρασε χρόνια κυνηγώντας GW:
«Ο Γαλιλαίος εφηύρε το τηλεσκόπιο ή χρησιμοποίησε το τηλεσκόπιο για πρώτη φορά για να κάνει αστρονομία πριν από 400 χρόνια. Και σήμερα εξακολουθούμε να κατασκευάζουμε καλύτερα τηλεσκόπια. Νομίζω ότι αυτή η δεκαετία ήταν η αρχή της αστρονομίας των βαρυτικών κυμάτων. Έτσι αυτό θα συνεχίσει να σημειώνει πρόοδο, με καλύτερους ανιχνευτές, με διαφορετικούς ανιχνευτές, με περισσότερους ανιχνευτές».
Βρίσκονται στο Hanfrod της Ουάσιγκτον και στο Livingston της Λουιζιάνα, οι δύο ανιχνευτές LIGO αποτελούνται από δύο τσιμεντένιους σωλήνες που ενώνονται στη βάση (δημιουργώντας ένα γιγάντιο σχήμα L) και εκτείνονται κάθετα μεταξύ τους για περίπου 3,2 km (2 mi). Μέσα στους αγωγούς, δύο ισχυρές ακτίνες λέιζερ που αναπηδούν από μια σειρά από κάτοπτρα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του μήκους κάθε βραχίονα με εξαιρετική ακρίβεια.
Καθώς τα βαρυτικά κύματα περνούν μέσα από τους ανιχνευτές, παραμορφώνουν το χώρο και προκαλούν το μήκος να αλλάξει κατά την ελάχιστη από τις αποστάσεις (δηλαδή σε υποατομικό επίπεδο). Σύμφωνα με Ιωσήφ γιαιμέ , επικεφαλής του Παρατηρητηρίου LIGO στο Livingston της Λουιζιάνα, οι πρόσφατες αναβαθμίσεις περιλαμβάνουν οπτικά που θα ενισχύσουν την ισχύ λέιζερ και θα μειώσουν τον «θόρυβο» στις μετρήσεις τους.
Για το υπόλοιπο του έτους, η έρευνα στα βαρυτικά κύματα θα ενισχυθεί επίσης από το γεγονός ότι ένας τρίτος ανιχνευτής (το Παρθένος συμβολόμετρο στην Ιταλία) θα διεξάγει επίσης παρατηρήσεις. Κατά τη διάρκεια των LIGO τελευταία παρατήρηση , η οποία διήρκεσε από τον Νοέμβριο του 2016 έως τον Αύγουστο του 2017, η Παρθένος ήταν λειτουργική και ικανή να προσφέρει υποστήριξη μέχρι το τέλος της.
Επιπλέον, της Ιαπωνίας ΚΑΓΡΑ Το παρατηρητήριο αναμένεται να τεθεί σε λειτουργία στο εγγύς μέλλον, επιτρέποντας ένα ακόμη πιο ισχυρό δίκτυο ανίχνευσης. Στο τέλος, η ύπαρξη πολλαπλών παρατηρητηρίων που χωρίζονται από τεράστιες αποστάσεις σε όλο τον κόσμο, όχι μόνο επιτρέπει μεγαλύτερο βαθμό επιβεβαίωσης, αλλά βοηθά επίσης στον περιορισμό των πιθανών θέσεων των πηγών GW.
Για την επόμενη παρακολούθηση παρατήρησης, οι αστρονόμοι της GW θα έχουν επίσης το πλεονέκτημα ενός συστήματος δημόσιας ειδοποίησης – το οποίο έχει γίνει τακτικό χαρακτηριστικό της σύγχρονης αστρονομίας. Βασικά, όταν το LIGO ανιχνεύσει ένα συμβάν GW, η ομάδα θα στείλει μια ειδοποίηση έτσι ώστε τα παρατηρητήρια σε όλο τον κόσμο να μπορούν να κατευθύνουν τα τηλεσκόπια τους στην πηγή - σε περίπτωση που το συμβάν παράγει παρατηρήσιμα φαινόμενα.
Αυτό συνέβη σίγουρα με την εκδήλωση kilnova που έλαβε χώρα το 2017 (επίσης γνωστή ως GW170817). Αφού τα δύο αστέρια νετρονίων που παρήγαγαν τα GW συγκρούστηκαν, α φωτεινή υστεροφημία είχε ως αποτέλεσμα ότι στην πραγματικότητα έγινε πιο φωτεινό με την πάροδο του χρόνου. Η σύγκρουση οδήγησε και στην απελευθέρωση του εξαιρετικά γρήγοροι πίδακες υλικού και ο σχηματισμός α μαύρη τρύπα .
Τρέχοντα και προγραμματισμένα παρατηρητήρια βαρυτικών κυμάτων (GW) σε όλο τον κόσμο. Πίστωση: LIGO-Caltech
Σύμφωνα με Νάρκισσος Μαβαλβάλα , ερευνητής βαρυτικών κυμάτων στο MIT, τα παρατηρήσιμα φαινόμενα που σχετίζονται με συμβάντα GW ήταν μια σπάνια θεραπεία μέχρι στιγμής. Επιπλέον, υπάρχει πάντα η πιθανότητα να εντοπιστεί κάτι εντελώς απροσδόκητο που θα αφήσει τους επιστήμονες σαστισμένους και έκπληκτους:
«Έχουμε δει μόνο αυτή τη χούφτα μαύρες τρύπες από όλες τις πιθανές που υπάρχουν εκεί έξω. Υπάρχουν πολλά, πολλά ερωτήματα που ακόμα δεν ξέρουμε πώς να απαντήσουμε… Έτσι γίνεται η ανακάλυψη. Ανοίγεις ένα νέο όργανο, το δείχνεις στον ουρανό και βλέπεις κάτι που δεν είχες ιδέα ότι υπήρχε».
Η έρευνα βαρυτικών κυμάτων είναι απλώς μία από τις πολλές επαναστάσεις που λαμβάνουν χώρα στην αστρονομία αυτές τις μέρες. Και όπως και τα άλλα πεδία έρευνας (όπως οι μελέτες εξωπλανητών και οι παρατηρήσεις του πρώιμου Σύμπαντος), πρόκειται να επωφεληθεί από την εισαγωγή τόσο βελτιωμένων οργάνων όσο και μεθόδων τα επόμενα χρόνια.
Περαιτέρω ανάγνωση: NPR