เมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ 2559 นักวิทยาศาสตร์ที่ Laser Interferometer Gravitational-Observatory (LIGO) สร้างประวัติศาสตร์เมื่อพวกเขาประกาศการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง (GWs) เป็นครั้งแรก ตั้งแต่นั้นมาการตรวจจับหลายครั้งได้เกิดขึ้นและความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์ระหว่างการสังเกตการณ์เช่น Advanced LIGO และ Advanced Virgo ช่วยให้มีระดับความไวและการแบ่งปันข้อมูลที่ไม่เคยมีมาก่อน
ก่อนหน้านี้เหตุการณ์ดังกล่าวเจ็ดเหตุการณ์ได้รับการยืนยันแล้วหกเหตุการณ์เกิดจากการรวมตัวของหลุมดำไบนารี (BBH) และหนึ่งเหตุการณ์จากการรวมตัวของดาวนิวตรอนไบนารี แต่ในวันเสาร์ที่ 1 ธันวาคมทีมนักวิทยาศาสตร์ LIGO Scientific Collaboration (LSC) และ Virgo Collaboration นำเสนอผลลัพธ์ใหม่ที่บ่งชี้การค้นพบเหตุการณ์คลื่นความโน้มถ่วงอีกสี่เหตุการณ์ สิ่งนี้ทำให้จำนวน GW ทั้งหมดที่ตรวจพบในสามปีที่ผ่านมาถึงสิบเอ็ด
งานนำเสนอชื่อ“ คุณสมบัติของประชากรหลุมดำไบนารีที่สรุปจากการสำรวจครั้งแรกและครั้งที่สองของ LIGO ขั้นสูงและราศีกันย์ขั้นสูง” ถูกสร้างขึ้นในช่วงปี 2018 ฟิสิกส์คลื่นแรงโน้มถ่วงและการฝึกอบรมดาราศาสตร์ (GWPAW) ซึ่งเกิดขึ้นตั้งแต่วันที่ 1 ธันวาคมถึงธันวาคม . 4 ที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์
โฮสต์โดยสถาบันวิทยาศาสตร์อวกาศร่วม (JSI) ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างมหาวิทยาลัยแมริแลนด์และศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่าเหตุการณ์ประจำปีนี้นำนักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยจากทั่วโลกมารวมกันเพื่อหารือเกี่ยวกับประเด็นปัจจุบันและอนาคตที่เกี่ยวข้องกับการตรวจจับและ การศึกษาคลื่นความโน้มถ่วง
ในการนำเสนอ Michael Pürrerนักวิทยาศาสตร์อาวุโสใน Astrophysical และ Cosmological Relativity ที่ AEI Potsdam นำเสนอผลลัพธ์ของแค็ตตาล็อกแรกที่ GWPAW ในวันเสาร์ในนามของ LIGO Scientific Collaboration และ Virgo Collaboration สิ่งเหล่านี้รวมถึงเหตุการณ์ที่ตรวจพบทั้งเจ็ดก่อนหน้านี้และการตรวจจับสี่ครั้งล่าสุด ตามที่ระบุไว้ในระหว่างการนำเสนอ:
“ ในแค็ตตาล็อกนี้เรานำเสนอการวิเคราะห์อย่างละเอียดของการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงทั้ง 11 รายการที่พบใน O1 และ O2 เราพึ่งพาแบบจำลองที่ทันสมัยของรูปคลื่นความโน้มถ่วงที่ปล่อยออกมาจากเหตุการณ์ความหายนะเหล่านี้เพื่อสรุปมวลของไบนารีสปินและความผิดปกติของคลื่น ฉันภูมิใจมากที่ได้เป็นส่วนหนึ่งของความพยายามที่โดดเด่นนี้โดย LIGO Scientific Collaboration และ Virgo Collaboration
เหตุการณ์ใหม่ซึ่งเป็นผลมาจากการควบรวมกิจการของ BBH นั้นได้รับการกำหนด GW170729, GW170809, GW170818 และ GW170823 ตามวันที่ที่ตรวจพบ ทั้งสี่ถูกตรวจพบในช่วงความร่วมมือ LIGO และ VIRGO ครั้งที่สองการสังเกตการณ์วิ่ง (O2) ซึ่งกินเวลาตั้งแต่ 30 พฤศจิกายน 2016 ถึง 25 สิงหาคม 2017
Alessandra Buonanno ผู้อำนวยการฝ่ายสัมพัทธภาพดาราศาสตร์และดาราศาสตร์ที่ AEI-Potsdam และศาสตราจารย์คอลเลจพาร์คที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์เป็นผู้มีส่วนสำคัญต่อการค้นพบครั้งล่าสุดเหล่านี้ ตามที่เธอระบุในการแถลงข่าวล่าสุดของ AEI:
“ แบบจำลองรูปคลื่นที่ล้ำสมัยการประมวลผลข้อมูลขั้นสูงและการสอบเทียบเครื่องมือที่ดีขึ้นทำให้เราสามารถอนุมานพารามิเตอร์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของเหตุการณ์ที่ประกาศก่อนหน้านี้ได้อย่างแม่นยำมากขึ้น ฉันหวังว่าจะมีการสำรวจครั้งต่อไปในฤดูใบไม้ผลิ 2019 ซึ่งเราคาดว่าจะตรวจพบการรวมตัวของหลุมดำมากกว่าสองครั้งต่อเดือนของการรวบรวมข้อมูล!
จากผลของทีม BBH ที่สังเกตนั้นครอบคลุมมวลขององค์ประกอบหลากหลายตั้งแต่ 7.6 ถึง 50.6 มวลดวงอาทิตย์ พวกเขายังพบว่าในสอง BBHs (GW151226 และ GW170729) มีโอกาสมากที่หลุมดำอย่างน้อยหนึ่งแห่งกำลังหมุน แต่ที่สำคัญที่สุดของทั้งหมดการตรวจจับใหม่ตั้งสองระเบียนใหม่ในการศึกษาของ GWs
ตัวอย่างเช่นเหตุการณ์ที่รู้จักในชื่อ GW170818 ตั้งอยู่บนท้องฟ้าด้วยความแม่นยำที่ระบุในซีกโลกเหนือโดยหอสังเกตการณ์ LIGO และ Virgo ในความเป็นจริงมันถูกระบุด้วยความแม่นยำ 39 ตารางองศา (195 เท่าของขนาดพระจันทร์เต็มดวงที่ชัดเจน) ทำให้ BBH เป็นภาษาท้องถิ่นที่ดีที่สุดจนถึงปัจจุบัน
นอกจากนี้เหตุการณ์ที่รู้จักกันในชื่อ GW170729 เป็นแหล่งกำเนิดคลื่นความโน้มถ่วงและระยะทางไกลที่สุดที่สังเกตได้จนถึงปัจจุบัน นอกเหนือจากการเกี่ยวข้องกับหลุมดำคู่ที่มีมวลรวมกันมากกว่า 50 เท่าของดวงอาทิตย์การควบรวมครั้งนี้เกิดขึ้นเมื่อ 5 พันล้านปีก่อนและปล่อยมวลดวงอาทิตย์เกือบห้าเท่าในรูปของรังสีความโน้มถ่วง
มองไปข้างหน้าทีมหวังว่าจะค้นพบมากขึ้นในช่วงการสำรวจระยะที่สาม (O3) ของ Advanced LIGO และ Virgo ซึ่งมีแผนจะเริ่มในต้นปี 2562 การวิ่งครั้งนี้จะได้ประโยชน์จากการอัพเกรดความไวต่อไปเป็น LIGO และ Virgo การรวมเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง Kamioka (KAGRA) ในญี่ปุ่น (อาจเป็นจุดสิ้นสุดของ O3)
ในฐานะ Karsten Danzmann ผู้อำนวยการแผนก Laser Interferometry และ Gravitational Wave Astronomy ที่ AEI-Hannover กล่าวว่า:
“ ฉันมีความสุขที่เทคโนโลยีเครื่องตรวจจับขั้นสูงจำนวนมากที่พัฒนาขึ้นที่เครื่องตรวจจับ GEO600 ของเราได้ช่วยให้ O2 ทำงานได้ไวและใน O3 เทคโนโลยีอื่นที่บุกเบิกที่ GEO600 แสงบีบจะใช้ใน LIGO และราศีกันย์”
ด้วยการอัปเกรดเหล่านี้และการเพิ่ม KAGRA เหตุการณ์หลายหมื่น GW ที่เกิดขึ้นจากการรวมระบบเลขฐานสองคาดว่าในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ผลลัพธ์ล่าสุดเหล่านี้ยังนำเสนอการตรวจสอบเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องมือสังเกตการณ์ LIGO และ Virgo รวมถึงประสิทธิผลของความร่วมมือระหว่างประเทศที่อยู่เบื้องหลัง
และด้วยการตรวจจับเหตุการณ์ GW เพิ่มเติมอีกสี่เหตุการณ์จำนวนนักวิทยาศาสตร์กรณีศึกษาสามารถดึงข้อมูลเชิงลึกได้เพิ่มขึ้นเกือบ 50% ในการทำเช่นนั้นพวกเขาจะสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับประชากรของระบบเลขฐานสองที่ทำให้เกิดเหตุการณ์ GW ไม่ต้องพูดถึงอัตราที่การควบรวมกิจการประเภทนี้เกิดขึ้น
ผลลัพธ์ของการค้นหาของทีมยังถูกนำเสนอในสองเอกสารที่เพิ่งปรากฏออนไลน์ กระดาษแผ่นแรก“ GWTC-1: แคตตาล็อก Transient แบบคลื่นความโน้มถ่วงของ Compact Binary Mergers ที่ตรวจพบโดย LIGO และ Virgo ระหว่างการสังเกตการณ์ครั้งที่หนึ่งและครั้งที่สองนำเสนอแคตตาล็อกรายละเอียดทั้งหมดของการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง
กระดาษแผ่นที่สอง“ คุณสมบัติของประชากรหลุมดำไบนารีสรุปจากการสำรวจครั้งแรกและครั้งที่สองของ LIGO ขั้นสูงและราศีกันย์ขั้นสูง” อธิบายถึงลักษณะของประชากรหลุมดำที่รวมเข้าด้วยกัน LIGO ได้รับทุนจาก National Science Foundation (NSF) และดำเนินการโดย Caltech และสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT)
