De waarnemingscentra voor zwaartekrachtgolven LIGO (VS), Virgo (Italië) en KAGRA (Japan) meldden de voltooiing van de gegevensverwerking van de derde gezamenlijke waarnemingscyclus, die eindigde in maart 2020. Het resultaat was een nieuwe versie van de GWTC-3 zwaartekrachtgolftransiëntencatalogus, die nu 90 signalen bevat, waarvan er 35 niet eerder zijn gepubliceerd.
Alle signalen in de catalogus zijn afkomstig van de samensmelting van zwarte gaten en neutronensterren. Onder hen merken wetenschappers verschillende ongewone gebeurtenissen op, zoals de absorptie van een neutronenster door een zwart gat, de deelname van binaire zwarte gaten en de samensmelting van massieve zwarte gaten.
"In O3b (het tweede deel van de derde waarnemingscyclus) hebben we GW191219_163120 gedetecteerd, een samensmeltingssignaal afkomstig van een zwart gat dat 32 keer de massa van onze zon heeft en een neutronenster absorbeert met een massa van slechts 1,17 zonsmassa's. De nieuwe waarnemingen blijven ons begrip uitdagen van hoe stellaire zwarte gaten en neutronensterren zich vormen en hoe ze om elkaar heen komen totdat ze samensmelten", zegt Dr. Alessandra Buonanno, directeur van het Instituut en professor aan de Universiteit van Maryland.
Een andere nieuwe O3b-ontdekking is de gebeurtenis GW200210_092254, waarbij een zwart gat versmelt met een tweede object, ofwel een zeer massieve neutronenster of een zwart gat met een zeer lage massa. De meeste waarnemingen zijn van binaire samensmeltingen van zwarte gaten, waaronder enkele bijzonder opmerkelijke gebeurtenissen.
Veel ontdekkingen werden mogelijk dankzij het feit dat in oktober 2019, tijdens de pauze van een maand tussen de O3a- en O3b-fasen van de derde observatiecyclus, experts de LIGO- en Virgo-detectoren hebben geüpgraded en verbeterd, waardoor hun gevoeligheid toenam. En tegen het einde van de derde cyclus voegde de KAGRA-detector in Japan zich bij de waarnemingen, gevolgd door twee weken gelijktijdige waarnemingen met de Duits-Britse GEO600-detector in Duitsland.
In de kranten presenteerden de wetenschappers nauwkeurige modellen van verschillende varianten van zwaartekrachtgolven van samensmeltende zwarte gaten die rekening houden met parameters zoals precessie van spins van zwarte gaten, multipoolmomenten en getijdeneffecten geïntroduceerd door een potentiële metgezel van een neutronenster. Voor de ontwikkeling van de modellen werden krachtige computercomplexen Minerva en Hypatia van het Albert Einstein Instituut in Potsdam en Holodeck in Hannover gebruikt.
LIGO-, Virgo- en KAGRA-detectoren worden momenteel geüpgraded om eind 2022 de volgende, vierde cyclus van gezamenlijke waarnemingen te starten. De onderzoekers verwachten dat na de upgrade, die de fixatiesnelheid zal verhogen, zwaartekrachtsgolven drie keer vaker zullen worden waargenomen dan nu - tot vijf signalen per week.
Lees ook:
- Deze hypothetische zwarte gaten kunnen je verleden uitwissen en je toekomst veranderen
- Deze hypothetische zwarte gaten kunnen je verleden uitwissen en je toekomst veranderen