Rośnie rejestr detekcji fal grawitacyjnych. Dzięki współpracy LIGO i Virgo

Wśród ujętych w nowym katalogu zdarzeń znalazły się zjawiska spójne z trzema typami kolizji: dwóch czarnych dziur (ang. binary black holes, BBH), dwóch gwiazd neutronowych (ang. binary neutron stars, BNS) i układów mieszanych złożonych z gwiazdy neutronowej i czarnej dziury (ang. neutron star-black hole, NSBH). Katalog zawiera m.in. wyjątkowo interesujące zdarzenia (opisywane wcześniej w odrębnych publikacjach), takie jak druga w historii koalescencja (zlanie się w jeden obiekt) dwóch gwiazd neutronowych, koalescencja dwóch czarnych dziur o największej w historii dysproporcji mas oraz obserwacja bardzo masywnego układu czarnych dziur o łącznej masie około 150 razy większej od masy Słońca. Dane udostępnione już obecnie wszystkim zainteresowanym badaczom i pasjonatom umożliwią dalsze prace nad ustaleniem charakterystyki tych niezwykłych zjawisk.

Katalog GWTC-2 to rezultat współpracy ponad tysiąca naukowców z całego świata zrzeszonych w konsorcjum LIGO-Virgo, w tym szesnastu badaczy z Polski. Są wśród nich pracownicy Obserwatorium Astronomiczne Uniwersytetu Warszawskiego oraz Narodowego Centrum Badań Jądrowych.  W NCBJ zajmuje się tym obszarem dwóch fachowców - prof. Andrzej Królak i dr Adam Zadrożny. Naukowcy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych od 2008 roku biorą aktywny udział w pracach konsorcjum LIGO-Virgo, w tym w pracach nad sygnałami pochodzącymi z rotujących gwiazd neutronowych, astronomią wielu nośników (multi-messenger astronomy) oraz nowych metod analizy danych. NCBJ wnosi też swój wkład w budowę europejskiego detektora fal grawitacyjnych Virgo.

Analiza kolejnych danych z drugiej części kampanii obserwacyjnej O3 (O3b) jest obecnie w toku. Jej wyniki jeszcze bardziej rozbudują katalog zaobserwowanych przejściowych sygnałów fal grawitacyjnych. Obecnie detektory LIGO i Virgo są poddawane dodatkowym inżynieryjnym ulepszeniom w celu poprawienia ich czułości w czasie kolejnej, czwartej już kampanii obserwacyjnej (O4).

Jak wskazują pracownicy NCBJ, wykrywanie fal grawitacyjnych stało się obecnie rutynowe, i to zaledwie pięć lat po pierwszej detekcji. "Dzięki w sumie 50 zarejestrowanym sygnałom fal grawitacyjnych (11 w opublikowanym wcześniej katalogu GWTC-1 i 39 zebranych obecnie w GWTC-2) następuje znaczący postęp w badaniach: jesteśmy w stanie lepiej poznać populację czarnych dziur i gwiazd neutronowych we Wszechświecie, zwiększa się nasze zrozumienie teorii grawitacji, tj. ogólnej teorii względności, a wkrótce, mając do dyspozycji czulsze detektory, zapewne będzie możliwe wykrycie fal grawitacyjnych pochodzących ze zdarzeń obserwowanych także jako tzw. rozbłyski gamma (pierwszy taki przypadek miał już miejsce w 2017 roku)" - wskazano.

Wszystkim tym zagadnieniom poświęcone są już nowe artykuły naukowe, publikowane równolegle z nowym katalogiem przechwyceń. Dane z trzydziestu dziewięciu obserwacji zarejestrowanych podczas pierwszej fazy kampanii O3 są umieszczone na serwerze Centrum Otwartych Danych Fal Grawitacyjnych GWOSC (ang. Gravitational Wave Open Science Center) dostępnym poprzez wydzielony serwis. Strona GWOSC zawiera kompletną dokumentację i przykłady kodów do analizy danych oraz tutoriale mogące pomóc każdemu zainteresowanemu w odkrywaniu upublicznionych zbiorów danych.

Wstępna, ogólnodostępna wersja oficjalnego artykułu naukowego na temat GWTC-2 dostępna jest do wglądu z poziomu strony internetowej LIGO. Założenia testowania ogólnej teorii względności w oparciu o dane z kampanii obserwacyjnej O3a opisane jest w osobnym artykule. Z kolei materiał opisujący poszukiwanie fal grawitacyjnych towarzyszących rozbłyskom gamma można odnaleźć pod tym adresem.

Źródło: Narodowe Centrum Badań Jądrowych