A GWTC-2 gravitációshullám-katalógus

Sajtóközlemény

2020. október 29.

39 új gravitációshullám-megfigyelést jelentett be frissített
katalógusában a LIGO-Virgo Collaboration


Több hónapnyi elemzés után a LIGO Scientific Collaboration és a Virgo Collaboration kiadta a gravitációshullám-megfigyelések katalógusának második kiadását. A katalógus 39 új jelet tartalmaz, melyek mind fekete lyukak és neutroncsillagok összeolvadásából származnak, ezzel mintegy megháromszorozva az észlelt jelek eddigi számát. Az észlelések a harmadik megfigyelési időszak első felében (O3a), 2019. április 1-e és október 1-e között történtek. Több jel forrása is különleges volt, ezek segítségével bővíthetjük ismereteinket a kettőscsillagok populációjáról és asztrofizikai tudásunkról.

Az észlelések számának megugrását az eszközök jelentős fejlesztése tette lehetővé, amik a korábbi megfigyelési időszakok tapasztalatai alapján történtek. Ezek között volt a lézer teljesítményének növelése, a továbbfejlesztett tükrök és a kvantumpréselés technológiájának bevetése. Mindezekkel a detektorok hatótávolságát mintegy 60%-kal sikerült megnövelni. Az időszak során üzemszünetet is kevesebbet kellett tartani, az egyes obszervatóriumok az idő 75%-ában végeztek megfigyelést, ami jelentős fejlődés a korábbi 60%-hoz képest. Így a három detektor közül az idő 97%-ában legalább egy, 82%-ában pedig legalább kettő üzemelt.

Ilyen mennyiségű észlelés mellett már lehetőségünk van jobban megérteni a fekete lyukak és a neutroncsillagok populációját. A kettős fekete lyukak adatait elemezve az látszik, hogy a fekete lyukak tömegének eloszlása nem egy egyszerű exponenciális lecsengést követ. Az ettől való eltérések mérésével többet tudhatunk meg a fekete lyukak keletkezéséről. A teljes populációt együttesen kezelve arra is lehetőség van, hogy nehezen mérhető tulajdonságokat is pontosabban megtudjunk. Ilyen például a fekete lyukak perdülete. Az derült ki, hogy vannak olyan összeolvadó fekete lyukak, melyek forgásának iránya nem esik egybe a közös pályájuk síkjával. Ennek ismeretében a kettős rendszerek keletkezésének környezetéről is többet tudhatunk meg.

A nagyszámú jel arra is alkalmas, hogy Einstein általános relativitáselméletét az eddigieknél kiterjedtebb tesztelésnek vessük alá. Ez meg is történt az elméleti jóslatok és a mérési adatok összehasonlításával. Az eredmények összesítésénél alkalmazott új statisztikai módszereknek köszönhetően pontosabban ismerjük a bespirálozó fekete lyukak körüli rendkívül erős és gyorsan változó gravitációs mezőt. Az új katalógus segítségével a LIGO és a Virgo az összeolvadások során keletkező maradványok tulajdonságait is közvetlenül meg tudta vizsgálni. Ezen objektumok rezgéseinek mérésével és az összeolvadás utáni "visszhangok" létének kizárásával a LIGO és a Virgo megállapította, hogy a maradványok Einstein elméletének megfelelően viselkedtek.

A mostani észlelések a harmadik megfigyelési időszaknak csupán az első hat hónapjából származnak. További öt hónap adatai még mindig elemzés alatt állnak. Ezalatt a LIGO és a Virgo berendezései újabb fejlesztéseken mennek keresztül, hogy a negyedik megfigyelési időszak még több eredménnyel szolgálhasson. Ebbe már a japán KAGRA detektor is be fog kapcsolódni, és mivel az egy, az eddigiektől eltérően a föld alá épült obszervatórium, még különlegesebb felfedezésekben reménykedhetünk.




További információk a gravitációshullám-obszervatóriumokról:

A LIGO-t az NSF támogatja, a Caltech és az MIT működteti, akik egyben a projekt ötletgazdái és megépítői. Az Advanced LIGO projekt vezető pénzügyi támogatója az NSF volt, Németország (Max Planck Társaság), az Egyesült Királyság (Tudomány és Technológiai Testület), és Ausztrália (Ausztrál Kutatási Tanács) szintén jelentős kötelezettségvállalást és hozzájárulást adott a projekthez.

A programban több mint 1300 tudós vesz részt a világ minden tájáról a LIGO Scientific Collaboration együttműködésen keresztül, amely a GEO Kollaborációt is magába foglalja. A további partnerek listája itt található.

A Virgo kollaboráció több, mint 520 fizikusból és mérnökből áll, akik 11 ország 99 különböző kutatócsoportjához tartoznak. A tagországok között van Belgium, Franciaország, Hollandia, Lengyelország, Magyarország, Németország, Olaszország és Spanyolország. Az Olaszországban Pisa mellett működő Virgo detektor anyaintézete a European Gravitational Observatory (EGO), legnagyobb támogatói pedig a francia Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), az olasz Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), és a holland Nikhef. Tagja még többek között a magyar MTA Wigner KKP. Részletes információk a Virgo Kollaborációról itt; valamint a Virgo projektről itt.

[Fordította és szerkesztette: Molnár András, Raffai Péter
A borítókép forrása: LIGO-Virgo Collaboration/Zoheyr Doctor]




Médiakapcsolat:

Frei Zsolt
csoportvezető, Eötvös Loránd Tudományegyetem, LIGO tagcsoport
+36-1 372-2767
frei@alcyone.elte.hu
Web: egrg.elte.hu

Szegedi Tudományegyetem, LIGO tagcsoport
Csoportvezető: Gergely Árpád László
Honlap ITT

Wigner Fizikai Kutatóközpont, Virgo tagcsoport
Csoportvezető: Vasúth Mátyás
Honlap ITT



» Következő:  Információk

Tartalomjegyzék


→ Sajtóközlemény

Információk

Kérdések és válaszok (archív)


Multimédia



Animáció az eddig megfigyelt összeolvadásokról. (Forrás: LIGO-Virgo Collaboration/SXS Collaboration/Teresita Ramirez, Geoffrey Lovelace)


katalógus animáció

Animáció a GWTC-2 katalógusban szereplő kettős rendszerek keringéséről. Nagyításhoz kattints a képre! (Forrás: LIGO-Virgo Collaboration/Zoheyr Doctor)


Csillagtemető

A gravitációs hullámok segítségével megfigyelt neutroncsillagok és fekete lyukak tömegei. Nagyításhoz kattints a képre! (Forrás: LIGO-Virgo/Northwestern University/Frank Elavsky, Aaron Geller)


észlelések száma

A LIGO/Virgo által észlelt gravitációs hullámok számának változása a megfigyelési időszakok során. Az O1 során 3, az O2 során 8, míg az O3 első felében (O3a) 39 észlelés történt. Az eddigi megfigyelési időszakok 2015 szeptembere óta mintegy 600 napon kereszül zajlottak, igaz ebben benne vannak azok a napok is, amikor valamilyen munkálatok vagy környezeti hatások miatt egyik detektor sem üzemelt. Nagyításhoz kattints a képre! (Forrás: LIGO-Virgo Collaboration)