LIGO, Virgo i KAGRA zakończyły dziś najbardziej owocną do tej pory kampanię obserwacyjną
Międzynarodowa współpraca LIGO-Virgo-KAGRA ogłosiła dziś zakończenie czwartej kampanii obserwacyjnej (O4) sieci detektorów fal grawitacyjnych. Rozpoczęta w maju 2023 roku kampania O4 kończy się dziś po ponad dwuletnim okresie skoordynowanych obserwacji, podczas których równolegle prowadzono wstępną analizę danych.
W najnowszej kampanii obserwacyjnej wykryto około 250 nowych źródeł, które stanowią znaczną część (ponad dwie trzecie) 350 źródeł zarejestrowanych do tej pory przez LIGO, Virgo i KAGRA. Wzrost liczby obserwowanych zdarzeń w każdej kolejnej kampanii wynika z ciągłego udoskonalania technologii detektorów i towarzyszącej jej zwiększenia ich czułości.
Obserwacje te doprowadziły w ostatnich latach do licznych nowych odkryć. Najważniejsze wyniki z ostatniego cyklu obserwacji zostały już ogłoszone i opublikowane, przyczyniając się do dalszego pogłębienia naszej wiedzy o naturze układów podwójnych obiektów zwartych oraz o niektórych fundamentalnych procesach fizycznych zachodzących we Wszechświecie.
„Zakończenie O4 stanowi historyczny kamień milowy: najdłuższą kampanię obserwacyjną, jaką przeprowadziła globalna sieć detektorów fal grawitacyjnych — powiedział Gianluca Gemme, rzecznik współpracy Virgo, uczony z Włoskiego Narodowego Instytutu Fizyki Jądrowej (INFN). — Virgo odegrało kluczową rolę, przyczyniając się do wykrycia i zidentyfikowania wielu źródeł. Sukces kampanii O4 odzwierciedla siłę międzynarodowej współpracy i nieustanne wysiłki naszych zespołów, zmierzające do przesuwania granic niezwykle precyzyjnych pomiarów. Patrząc w przyszłość, przygotowujemy się do istotnych modernizacji, które znacząco zwiększą czułość naszych detektorów, gwarantując jeszcze większy wkład w rozwój nauki”
Analiza niektórych z najciekawszych zjawisk zarejestrowanych podczas najnowszej kampanii przyniosła już wiele istotnych wyników. Na przykład badanie sygnału nazwanego GW250114 pozwoliło naukowcom wykryć z bezprecedensową dokładnością proces połączenie się dwóch czarnych dziur, dostarczając obserwacyjnego potwierdzenia twierdzenia sformułowanego przez Stephena Hawkinga w 1971 roku, zgodnie z którym całkowita powierzchnia czarnych dziur nie może maleć. W tym przypadku dwie początkowe czarne dziury miały łączną powierzchnię około 240 000 km², podczas gdy powierzchnia finalnej czarnej dziury wynosiła około 400 000 km² — wyraźny wzrost.
Innym ważnym wynikiem, opublikowanym już w ostatnich miesiącach, było pierwsze wykrycie tzw. czarnych dziur „drugiej generacji” — zdarzeń GW241011 i GW241110 — które mają nietypowe masy i orientację spinów czarnych dziur. Wyjaśnienie tych właściwości jest możliwe, jeśli założymy, że są one produktem wcześniejszych połączeń. Innymi słowy, byłyby to układy powstałe w niezwykle gęstych ośrodkach, takich jak gromady gwiazd, gdzie czarne dziury mają większe szanse na wielokrotne zderzenia i łączenie się.
Kolejna istotna detekcja, GW231123, dotyczy najbardziej masywnego układu łączących się czarnych dziur wykrytego do tej pory: końcowa czarna dziura ma masę ponad 225 mas Słońca. Jest to zdarzenie, które stanowi wyzwanie dla naszych obecnych modeli ewolucji gwiazd i powstawania czarnych dziur.
Oczywiście oczekuje się kolejnych ważnych wyników i odkryć z analizy pozostałych kilkuset źródeł zebranych w ciągu ostatnich dwóch lat. Obecnie są one szczegółowo badane, a ich pełny opis zostanie opublikowany w nadchodzących miesiącach w formie obszernego katalogu źródeł grawitacyjnych z kampanii O4.
Interferometry LIGO, Virgo i KAGRA przygotowują się do nowej fazy modernizacji i testów, które potrwają przez najbliższe lata. Modernizacje te będą prawdopodobnie wdrażane etapami, z przerwami na okresy zbierania danych. Następna kampania obserwacyjna ma rozpocząć się późnym latem lub wczesną jesienią 2026 roku i będzie prowadzona przez około sześć miesięcy.
Współpraca LIGO-Virgo-KAGRA
LIGO jest finansowane przez Narodową Fundację Nauki (NSF) i prowadzone przez Caltech oraz MIT. Wsparcie finansowe dla projektu Advanced LIGO było koordynowane przez NSF, przy czym Niemcy (Max Planck Society), Wielka Brytania (Science and Technology Facilities Council) oraz Australia (Australian Research Council) wniosły znaczący wkład w projekt. W prace zaangażowanych jest ponad 1600 naukowców z całego świata działających w ramach LIGO Scientific Collaboration, która obejmuje również GEO Collaboration. Dodatkowe instytucje członkowskie są wymienione na stronie: https://my.ligo.org/census.php.
Konsorcjum Virgo liczy obecnie około 1000 członków reprezentujących ponad 150 instytucji z 15 różnych (głównie europejskich) krajów. Europejskie Obserwatorium Grawitacyjne (EGO), w którym znajduje się detektor Virgo w pobliżu Pizy we Włoszech finansowane jest przez Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) we Francji, Narodowy Instytut Fizyki Jądrowej (INFN) we Włoszech, Narodowy Instytut Fizyki Subatomowej (Nikhef) w Niderlandach, The Research Foundation – Flanders (FWO) oraz Belgijski Fundusz Badań Naukowych (F.R.S.–FNRS) w Belgii. Polski wkład w projekt finansowany jest przez MNiSW. Więcej informacji dostępnych jest na stronie Virgo: at https://www.virgo-gw.eu.
KAGRA to detektor interferometryczny o długości ramion 3 km, zlokalizowany w Kamioka w prefekturze Gifu w Japonii. Instytucją odpowiedzialną za projekt jest Institute for Cosmic Ray Research (ICRR) Uniwersytetu w Tokio. Projekt jest współprowadzony przez National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) oraz High Energy Accelerator Research Organization (KEK). Konsorcjum KAGRA tworzy ponad 400 członków ze 128 instytucji z 17 krajów. Informacje o KAGRA dostępne są na stronie: https://gwcenter.icrr.u-tokyo.ac.jp/en/. Materiały naukowe można znaleźć pod adresem: http://gwwiki.icrr.u-tokyo.ac.jp/JGWwiki/KAGRA
Related Content
