Detectoarele de unde gravitaționale încep următoarea campanie de observații pentru a explora secretele Universului

Astăzi, colaborarea LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) începe o nouă campanie de observații cu instrumente îmbunătățite, modele de semnal noi și chiar mai precise, și metode mai avansate de analiză a datelor. Colaborarea LVK este formată din oameni de știință de pe tot globul care folosesc o rețea de observatoare – LIGO în Statele Unite, Virgo în Europa și KAGRA în Japonia – pentru a căuta unde gravitaționale, sau ondulații în spațiu-timp, generate de ciocnirea găurilor negre și de alte evenimente cosmice extreme.

Această campanie de observații, cunoscută sub numele de O4, promite să ducă astronomia undelor gravitaționale la nivelul următor. O4 va începe pe 24 mai și va dura 20 de luni, incluzând și până la două luni de pauză pentru activități de punere în funcțiune. Va fi cea mai senzitivă analiză de până acum a undelor gravitaționale. LIGO își va relua operațiunile pe 24 mai, în timp ce Virgo se va alătura mai târziu în cursul anului. KAGRA se va alătura timp de o lună, începând cu 24 mai, revenind mai târziu, după unele îmbunătățiri.

„Mulțumită muncii a peste o mie de oameni din întreaga lume în ultimii câțiva ani, vom avea cea mai profundă vedere asupra Universului undelor gravitaționale de până acum”, a declarat Jess McIver, purtător de cuvânt pentru Colaborarea științifică LIGO (LSC). „O acoperire mai mare înseamnă că vom afla mai multe despre găuri negre și stele neutronice, și crește șansele de a descoperi ceva nou. Suntem foarte încântați să vedem ce se găsește în lume.”

Detectorul Virgo va continua activitățile de punere în funcțiune pentru a-și îmbunătăți sensibilitatea înainte de a se alătura campaniei O4 mai târziu în acest an. „În ultimele luni am identificat diverse surse de zgomot și am progresat în creșterea sensibilității, dar nu am ajuns încă la obiectivul planificat”, a declarat recent purtătorul de cuvânt al detectorului Virgo, Gianluca Gemme. „Suntem convinși că obținerea celei mai bune sensibilități a detectorului este cea mai bună modalitate de a maximiza potențialul său de descoperire.”

KAGRA funcționează acum cu sensibilitatea planificată pentru începutul campaniei O4. Jun’ichi Yokoyama, președintele Congresului Științific KAGRA, spune: „KAGRA este primul detector de generația 2,5 din lume, care a început la 20 de ani după LIGO. Ne vom alătura campaniei O4 timp de o lună, după care ne vom relua activitățile de punere în funcțiune pentru a îmbunătăți și mai mult sensibilitatea pe drumul spre prima noastră detecție”.

Odată cu sensibilitatea crescută a detectoarelor, campania O4 va observa o fracțiune mai mare a universului decât observațiile anterioare. Când detectoarele LIGO vor începe O4, vor fi cu aproximativ 30% mai mare senzitive decât înainte. Această senzitivitate crescută va duce la o rată mai mare de semnalelor de unde gravitaționale observate, rezultând în detectarea unei coliziuni la fiecare 2 sau 3 zile. În plus, va crește capacitatea de a extrage mai multe informații fizice (inclusiv detalii astrofizice și cosmologice unice) din date. Această fidelitate crescută a semnalului va îmbunătăți capacitatea oamenilor de știință de a testa teoria relativității generale a lui Einstein și de a deduce adevărata populație de „stele moarte” din Universul local.

Primele semnale în unde gravitaționale au fost detectate în 2015. Doi ani mai târziu, LIGO și Virgo au detectat o coliziune a două stele neutronice, care a provocat o explozie numită kilonovă, observată ulterior de zeci de telescoape din întreaga lume. Până acum, rețeaua globală a detectat mai mult de 80 de coliziuni de găuri negre, două coliziuni probabile de stele neutronice și câteva evenimente care au fost cel mai probabil coliziuni dintre găuri negre și stele neutronice. În timpul campaniei O4, cercetătorii se așteaptă să observe evenimente cosmice chiar mai energice și să obțină noi perspective asupra naturii universului.

Precum în campaniile de observații anterioare, alertele despre candidații detectați în unde gravitaționale vor fi distribuite public în timpul campaniei O4. Informații despre cum să primiți și să interpretați alertele publice sunt disponibile la: https://wiki.gw-astronomy.org/OpenLVEM.

Observatoarele de unde gravitaționale

LIGO este finanțat de NSF și este operat de Caltech și MIT, care au conceput și construit proiectul. Sprijinul financiar pentru proiectul Advanced LIGO a fost condus de NSF, iar Germania (Max Planck Society – Societatea Max Planck), Marea Britanie (Science and Technology Facilities Council – Consiliul pentru Facilități Științifice și Tehnologice) și Australia (Australian Research Council – Consiliul de Cercetare Australian) au contribuit semnificativ la proiect. Peste 1.500 de oameni de știință din întreaga lume participă la acest efort prin Colaborarea Științifică LIGO, care include Colaborarea GEO. Partenerii suplimentari sunt menționați la http://ligo.org/partners.php

Colaborarea Virgo este în prezent compusă din aproximativ 850 de membri din 143 de instituții din 15 țări diferite (în principal țări europene). Observatorul Gravitațional European (EGO) găzduiește detectorul Virgo lângă Pisa, în Italia, și este finanțat de Centre National de la Recherche Scientifique – Centrul Național de Cercetare Științifică (CNRS) din Franța, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare – Institutul Național de Fizică Nucleară (INFN) din Italia și The National Institute for Subatomic Physics – Institutul Național pentru Fizică Subatomică (Nikhef) în Țările de Jos. O listă a grupurilor din Colaborarea Virgo poate fi găsită la https://www.virgo-gw.eu/about/scientific-collaboration/. Mai multe informații sunt disponibile pe site-ul Virgo la http://www.virgo-gw.eu.

KAGRA este interferometrul laser cu o lungime a brațului de 3 km din Kamioka, Gifu, Japonia. Instituția gazdă este Institutul de Cercetare a Razelor Cosmice (ICRR), Universitatea din Tokyo, iar proiectul este co-găzduit de Observatorul Astronomic Național al Japoniei (NAOJ) și Organizația de Cercetare a Acceleratoarelor de Înaltă Energie (KEK). Colaborarea KAGRA este compusă din peste 480 de membri din 115 de institute din 17 țări/regiuni. Informațiile generale pentru KAGRA se găsesc pe site-ul web https://gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/. Resursele pentru cercetători sunt accesibile la http://gwwiki.icrr.u-tokyo.ac.jp/JGWwiki/KAGRA.