En tredje gravitationsvåg har upptäckts av Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO). Ett internationellt team tillkännagav upptäckten idag, medan själva händelsen upptäcktes den 4 januari 2017. Gravitationsvågor är krusningar i rymdtiden som förutspåddes av Albert Einstein för över ett sekel sedan.
LIGO består av två anläggningar: en i Hanford, Washington och en i Livingston, Louisiana. När LIGO tillkännagav sin första gravitationsvåg redan i februari 2016 (upptäcktes i september 2015), öppnade den upp ett nytt fönster till astronomi. Med denna gravitationsvåg, den tredje som upptäcktes, blir det nya fönstret större. Hittills har alla tre detekterade vågorna skapats av sammanslagning av svarta hål.
Teamet, inklusive ingenjörer och forskare från Northwestern University i Illinois, publicerad deras resultat i journalen Fysiska granskningsbrev .
När den första gravitationsvågen slutligen upptäcktes, över hundra år efter att Einstein förutspådde den, bidrog den till att bekräfta Einsteins beskrivning av rum-tid 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 föregående detekteringarna skapades denna 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 händelsen på 50 solmassor orsakade den tredje vågen, som heter GW170104. De svarta hålen var cirka 3 miljarder ljusår bort.
'...en spännande befolkning med svarta hål...' – Vicky Kalogera, senior astrofysiker, LIGO Scientific Collaboration
LIGO visar oss att det finns en population av binära svarta hål där ute. 'Vår handfull upptäckter hittills avslöjar en spännande svart hålspopulation som vi inte visste fanns förrän nu', säger Northwesterns Vicky Kalogera, en senior astrofysiker vid LIGO Scientific Collaboration (LSC), som bedriver forskning relaterad till dubbla LIGO-detektorer, ligger i USA
'Nu har vi tre par svarta hål, där varje par avslutar sin dödsspiraldans under miljoner eller miljarder år i några av de mest kraftfulla explosionerna i universum. Inom astronomi säger vi att med tre objekt av samma typ har du en klass. Vi har en befolkning och vi kan göra analyser.'
Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) anläggning i Livingston, Louisiana. Den andra anläggningen ligger i Hanford, Washington. Bild: LIGO
När vi säger att gravitationsvågor har öppnat ett nytt fönster på astronomi, öppnar det fönstret sig mot själva de svarta hålen. Förutom 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 spinnegenskaper.
'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 hade förväntat oss. Nu har vi alla hållit på och försökt ta reda på alla de intressanta otaliga sätten vi kan föreställa oss att universum gör stora och tunga svarta hål. Och Northwestern är stark inom det här forskningsområdet, så vi är exalterade.”
Detta tredje fynd stärker argumentet för existensen 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 man trodde innan LIGO upptäckte dem.
'Det är anmärkningsvärt att människor kan sätta ihop en berättelse och testa den, för sådana konstiga och extrema händelser som ägde rum för miljarder år sedan och miljarder ljusår långt från oss.' – David Shoemaker, MIT
'Vi har ytterligare bekräftelser på att det finns svarta hål som är tyngre än 20 solmassor, objekt som vi inte visste fanns innan LIGO upptäckte dem', säger David Shoemaker från MIT, talesman för LIGO Scientific Collaboration. 'Det är anmärkningsvärt att människor kan sätta ihop en berättelse och testa den, för sådana konstiga och extrema händelser som ägde rum för miljarder år sedan och miljarder ljusår långt från oss.'
En konstnärs intryck av två sammanslagna svarta hål. Bild: NASA/CXC/A. Hobart
'Med den tredje bekräftade upptäckten av gravitationsvågor från kollisionen av två svarta hål etablerar LIGO sig som ett kraftfullt observatorium för att avslöja den mörka sidan av universum', säger David Reitze från Caltech, verkställande direktör för LIGO Laboratory och en Northwestern alumn. 'Medan LIGO är unikt lämpad för att observera dessa typer av händelser, hoppas vi att snart få se andra typer av astrofysiska händelser, som den våldsamma kollisionen mellan två neutronstjärnor.'
Ett kontrollampa gnisslande ljud bekräftar upptäckten av en gravitationsvåg, och du kan höra den beskrivas och förklaras här , på en Northwestern University-podcast.
Källor: