Gravitaatioaaltoobservatoriot LIGO (USA), Virgo (Italia) ja KAGRA (Japani) ilmoittivat maaliskuussa 2020 päättyneen kolmannen yhteisen havaintosyklin tietojenkäsittelyn valmistumisesta. Tuloksena syntyi uusi versio GWTC-3:n gravitaatioaaltojen transienttiluettelosta, joka sisältää nyt 90 signaalia, joista 35:tä ei ole aiemmin julkaistu.
Kaikki luetteloon tallennetut signaalit ovat peräisin mustien aukkojen ja neutronitähtien sulautumisesta. Niiden joukossa tutkijat huomauttavat useita epätavallisia tapahtumia, kuten neutronitähden absorptiota mustassa aukossa, binaaristen mustien aukkojen osallistumista ja massiivisten mustien aukkojen sulautumista.
"O3b:ssä (kolmannen havaintojakson toinen osa) havaitsimme GW191219_163120:n, sulautumissignaalin, joka oli peräisin mustasta aukosta, jonka massa on 32 kertaa aurinkomme massa ja joka absorboi neutronitähden, jonka massa on vain 1,17 aurinkomassaa. Uudet havainnot haastavat edelleen ymmärryksemme siitä, kuinka tähtimassaiset mustat aukot ja neutronitähdet muodostuvat ja kuinka ne kiertävät toisiaan, kunnes ne sulautuvat yhteen", sanoo tohtori Alessandra Buonanno, instituutin johtaja ja Marylandin yliopiston professori.
Toinen uusi O3b-löytö on tapahtuma GW200210_092254, jossa musta aukko sulautuu toiseen esineeseen, joko erittäin massiiviseen neutronitähteen tai erittäin pienimassaiseen mustaan aukkoon. Useimmat havainnot koskevat binaarisia mustien aukkojen sulautumisia, mukaan lukien joitain erityisen merkittäviä tapahtumia.
Monet löydöt tulivat mahdollisiksi sen ansiosta, että lokakuussa 2019 kolmannen havaintosyklin O3a- ja O3b-vaiheiden välisen kuukauden mittaisen tauon aikana asiantuntijat päivittivät ja paransivat LIGO- ja Virgo-ilmaisimia, minkä seurauksena niiden herkkyys nousi. Kolmannen jakson lopussa Japanissa oleva KAGRA-detektori liittyi havaintoihin, mitä seurasi kaksi viikkoa samanaikaisia havaintoja Saksassa sijaitsevan saksalais-brittilaisen GEO600-ilmaisimen kanssa.
Asiakirjoissa tutkijat esittelivät tarkkoja malleja gravitaatioaaltojen eri muunnelmista sulautuvista mustista aukoista, jotka ottavat huomioon parametrit, kuten mustien aukkojen spinien precession, moninapamomentit ja mahdollisen neutronitähtikumppanin aiheuttamat vuorovesivaikutukset. Mallien kehittämiseen käytettiin Potsdamin Albert Einstein Instituten ja Hannoverin Holodeckin tehokkaita tietokonekomplekseja Minerva ja Hypatia.
LIGO-, Virgo- ja KAGRA-ilmaisimia päivitetään parhaillaan, jotta seuraava, neljäs yhteishavaintojakso käynnistyy vuoden 2022 lopussa. Tutkijat odottavat, että kiinnitysnopeutta lisäävän päivityksen jälkeen gravitaatioaaltoja havaitaan kolme kertaa useammin kuin nyt - jopa viisi signaalia viikossa.
Lue myös:
- Nämä hypoteettiset mustat aukot voivat pyyhkiä menneisyytesi ja muuttaa tulevaisuutesi
- Nämä hypoteettiset mustat aukot voivat pyyhkiä menneisyytesi ja muuttaa tulevaisuutesi