Gravitationsvågsobservatorierna LIGO (USA), Virgo (Italien) och KAGRA (Japan) rapporterade slutförandet av databehandlingen av den tredje gemensamma observationscykeln, som avslutades i mars 2020. Resultatet blev en ny version av GWTC-3 gravity-wave transient katalog, som nu innehåller 90 signaler, varav 35 inte har publicerats tidigare.
Alla signaler som registrerats i katalogen kommer från sammanslagning av svarta hål och neutronstjärnor. Bland dem noterar forskare flera ovanliga händelser, såsom absorptionen av en neutronstjärna av ett svart hål, deltagandet av binära svarta hål och sammanslagning av massiva svarta hål.
"I O3b (den andra delen av den tredje observationscykeln) upptäckte vi GW191219_163120, en fusionssignal som härrör från ett svart hål som är 32 gånger vår sols massa och absorberar en neutronstjärna med en massa på endast 1,17 solmassor. De nya observationerna fortsätter att utmana vår förståelse av hur svarta hål och neutronstjärnor i stjärnorna bildas och hur de kommer att kretsa runt varandra tills de smälter samman", säger Dr Alessandra Buonanno, chef för institutet och professor vid University of Maryland.
En annan ny upptäckt av O3b är händelsen GW200210_092254, där ett svart hål smälter samman med ett andra föremål, antingen en mycket massiv neutronstjärna eller ett svart hål med mycket låg massa. De flesta observationer är av binära svarta håls sammanslagningar, inklusive några särskilt anmärkningsvärda händelser.
Många upptäckter blev möjliga tack vare det faktum att experter i oktober 2019, under den månadslånga paus mellan O3a- och O3b-faserna i den tredje observationscykeln, uppgraderade och förbättrade LIGO- och Jungfrudetektorerna, vilket resulterade i att deras känslighet ökade. Och i slutet av den tredje cykeln anslöt sig KAGRA-detektorn i Japan till observationerna, följt av två veckors samtidiga observationer med den tysk-brittiska GEO600-detektorn i Tyskland.
I tidningarna presenterade forskarna exakta modeller av olika varianter av gravitationsvågor från sammanslagna svarta hål som tar hänsyn till parametrar som precession av svarta håls spinn, multipolmoment och tidvatteneffekter som introducerats av en potentiell neutronstjärnas följeslagare. Högpresterande datorkomplex Minerva och Hypatia vid Albert Einstein-institutet i Potsdam och Holodeck i Hannover användes för att utveckla modellerna.
LIGO-, Jungfru- och KAGRA-detektorer uppgraderas för närvarande för att starta nästa, fjärde cykel av gemensamma observationer i slutet av 2022. Forskarna förväntar sig att efter uppgraderingen, som kommer att öka fixeringshastigheten, kommer gravitationsvågor att observeras tre gånger oftare än nu – upp till fem signaler per vecka.
Läs också:
- Dessa hypotetiska svarta hål kan radera ditt förflutna och förändra din framtid
- Dessa hypotetiska svarta hål kan radera ditt förflutna och förändra din framtid