Az O4 megfigyelés időszak
Sajtóközlemény
2023. május 24. – Fordította és szerkesztette: Molnár András, Frei Zsolt
A gravitációshullám-detektorok megkezdik a következő megfigyelési
időszakot az univerzum titkainak felfedezéséért
Ma indul el a LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) Kollaboráció új megfigyelési időszaka, amely korszerűsített műszerekkel, új és még pontosabb hullámmodellekkel és fejlettebb adatelemzési módszerekkel fog folyni. Az LVK kutatói a két amerikai LIGO, az európai Virgo és a japán KAGRA obszervatóriumok hálózatát használják a gravitációs hullámok, vagyis a téridőben keletkező fodrozódások keresésére, amelyeket összeolvadó fekete lyukak és más extrém kozmikus események hoznak létre.
Az O4 megnevezésű megfigyelési időszak azt ígéri, hogy a gravitációshullám-csillagászatot a következő szintre emeli. Az O4 2023. május 24-én kezdődik és 20 hónapig tart, beleértve egy, legfeljebb két hónapos üzemszünetet is. Ez lesz a gravitációs hullámok eddigi legnagyobb érzékenységű keresése. A LIGO május 24-én kezdi újra működését, míg a Virgo az év későbbi szakaszában csatlakozik. A KAGRA először egy hónapig fog üzemelni május 24-től kezdődően, és később, néhány frissítés után csatlakozik újra.
„Az utolsó adatgyűjtési szakasz, az O3 a Covid kitörésekor, 2020 márciusában zárult. Három év után most, 2023 tavaszán indulnak újra a mérések, amelyek 1,5 évig fognak tartani. A 30 százalékkal megnövekedett érzékenység azt jelenti, hogy az ég több mint kétszer akkora területéről lesz érzékeny a gravitációshullám-jelek vételére a LIGO detektor, mint volt korábban. Bízunk abban, hogy a Virgo és a KAGRA az év második felében bekapcsolódva a mérésekbe még érzékenyebbé teszi a rendszer működését” - nyilatkozta Frei Zsolt, az ELTE LIGO csoportjának vezetője.
A Virgo detektor folytatja a tesztüzemet, hogy növelje érzékenységét, de még ebben az évben csatlakozik az O4-hez. „Az elmúlt hónapokban különböző zajforrásokat azonosítottunk, és jó eredményeket értünk el az érzékenység terén, de még nem értük el a kitűzött célértéket” - nyilatkozta a Virgo nemrég megválasztott szóvivője, Gianluca Gemme. „Meggyőződésünk, hogy a legjobb detektorérzékenység elérése a legjobb módja annak, hogy maximalizáljuk a felfedezési potenciált.”
A KAGRA már üzemel az O4 elejére tervezett érzékenységgel. Jun'ichi Yokoyama, a KAGRA tudományos kongresszusának elnöke szerint „A KAGRA az első 2,5. generációs detektor a világon, amely 20 évvel a LIGO után indult el. Egy hónapig csatlakozunk az O4-hez, utána folytatjuk a beüzemelést, így tovább javítva az érzékenységet, hogy nemsokára megtörténhessen az első észlelésünk.”
A detektorok a megnövelt érzékenységnek köszönhetően az O4 alatt az univerzum nagyobb részét fogják megfigyelni, mint a korábbi időszakok során. A LIGO detektorok az O4-et a korábbinál mintegy 30%-kal nagyobb érzékenységgel kezdik meg. Ez a megnövekedett érzékenység a megfigyelt gravitációs hullámjelek nagyobb gyakoriságát fogja eredményezni, ami átlagosan 2-3 naponta egy összeolvadás észlelését jelenti. Ezentúl több fizikai eredményt (beleértve az egyedi asztrofizikai és kozmológiai információkat) lehet majd kinyerni az adatokból. Ez a megnövekedett jelhitelesség segíteni fogja a kutatók munkáját Einstein általános relativitáselméletének tesztelésére és lehetőséget ad az univerzum közeli halott csillagainak populációjának pontosabb megismerésére.
Az első gravitációshullám-jelet 2015-ben detektáltuk, amelyek egy kettős fekete lyuk összeolvadásából származott. Két évvel később a LIGO és a Virgo már két neutroncsillag összeolvadását is észlelte, amely egy kilonóvának nevezett robbanást okozott. Ezt később a világ több tucat távcsöve is megfigyelte. A globális hálózat eddig több mint 80 fekete lyuk összeolvadását, két valószínűsíthető neutroncsillag-összeolvadást és néhány olyan eseményt észlelt, amelyek nagy valószínűséggel neutroncsillagokkal összeolvadó fekete lyukak voltak. Az O4 során arra számítunk, hogy még több intenzív kozmikus eseményt figyelhetünk meg, és új betekintést nyerhetünk az univerzum természetébe.
A korábbi megfigyelési időszakokhoz hasonlóan az O4 során is nyilvánosak lesznek a lehetséges gravitációshullám-észlelésekről befutó riasztások. Az értesítések eléréséről és értelmezéséről ezen az oldalon található információ.
További információk a gravitációshullám-obszervatóriumokról:
Ez a közlemény az NSF LIGO Laboratóriuma által támogatott munkán alapul, amely a National Science Foundation által finanszírozott nagyszabású létesítmény. A LIGO-t a Caltech és az MIT üzemelteti, amelyek egyben a LIGO ötletgazdái és megépítői, továbbá az Advanced LIGO detektor projekt vezetői is. Az Advanced LIGO projekt pénzügyi támogatása elsősorban az NSF-től és Németországtól (Max Planck Társaság), az Egyesült Királyságtól (Tudomány és Technológiai Testület) valamint Ausztráliától (Ausztrál Kutatási Tanács - OzGrav) származott, jelentős kötelezettségvállalásokat és hozzájárulásokat téve a projekthez. A világ minden tájáról körülbelül 1500 tudós vesz részt az adatok elemzésére és a detektortervek kidolgozására irányuló erőfeszítésekben a LIGO Scientific Collaboration (LSC) együttműködésen keresztül, amely a GEO Kollaborációt is magában foglalja. Tagjai többek között az Eötvös Loránd Tudományegyetem és a Szegedi Tudományegyetem LIGO csoportjai. A további partnerek listája itt érhető el.
A Virgo Kollaboráció jelenleg 15, többnyire európai ország 143 intézményének mintegy 850 tagjából áll. 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 hollandiai Nikhef. Tagja még többek között a magyar MTA Wigner KKP. Részletes információk a Virgo Kollaborációról itt; valamint a Virgo projektről itt.
A KAGRA egy 3 km hosszú lézer-interferométer Kamiokában (Gifu prefektúra, Japán). Anyaintézete az Institute of Cosmic Ray Researches (ICRR), a Tokiói Egyetem, továbbá társintézetként a National Astronomical Observatori in Japan (NAOJ) és a High Energy Accelerator Research Organization (KEK). A KAGRA Scientific Congress 17 ország és régió 115 intézetének több mint 480 tagjából áll. A kutatók listája elérhető itt; további információk a KAGRA honlapján.
Médiakapcsolat:
Frei Zsolt
csoportvezető, Eötvös Loránd Tudományegyetem, LIGO tagcsoport
+36-1 372-2767
frei@ttk.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
A borítókép forrása: LVK
Tartalomjegyzék
→ Sajtóközlemény
Online videókurzus
Kérdések és válaszok (archív)
Multimédia
A LIGO, a Virgo és a KAGRA gravitációshullám-detektorok eddigi és tervezett megfigyelési időszakai. A színes sávok azokat az időintervallumokat jelölik, amelyek alatt az egyes detektorok részt vettek az adott megfigyelési időszakban. A fenti, megaparsecben (Mpc) megadott mennyiségek azok az átlagos távolságok, amelyeken az adott detektor képes lenne megfigyelni egy összeolvadó neutroncsillag-kettősből származó gravitációs hullámot.
(Forrás: LVK)
Az LVK-észlelések számának növekedése a megfigyelési időszakok során. Az ábra a potenciálisan (pastro > 0,5 -nél nagyobb valószínűséggel) kompakt kettősök összeolvadásából származó jelek számát mutatja, a megfigyelés idejének és a megfigyelt térrész méretének függvényében. A térrész a detektorhálózat kettős neutroncsillagokra vett hatótávjára vonatkozik. Ennek megközelítőleg arányosnak kell lennie az észlelések számával (a kék egyenest kell követnie).
A függőleges színes sávok az egyes megfigyelési időszakokat jelentik: O1, O2, O3a és O3b. Az észlelések számát a lépcsős fekete vonal jelzi.
Nagyításhoz kattints a képre!
(Forrás: Martin Hendry, Hannah Middleton)
A LIGO-Virgo-KAGRA által észlelt gravitációs hullámok forrásai az első három megfigyelési időszak során. Nagyításhoz kattints a képre! Nyomtatható poszter itt, világos verzió (angolul) itt.
(Forrás: OzGrav, Swinburne University of Technology/Carl Knox)
Az eddig megfigyelt neutroncsillagok és fekete lyukak tömegei. Nagyításhoz kattints a képre!
(Forrás: LIGO-Virgo/Northwestern University/Aaron Geller)
Az interaktív katalógus kipróbálásához kattints a képre!
(Forrás: Cardiff University, LIGO-Virgo/Chris North)
