Παρασκευή, 2 Ιουνίου 2017

Κι άλλο βαρυτικό κύμα ανίχνευσε το LIGO. LIGO Detects Gravitational Waves for Third Time

The Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory has made a third detection of gravitational waves, ripples in space and time, demonstrating that a new window in astronomy has been firmly opened. As was the case with the first two detections, the waves were generated when two black holes collided to form a larger black hole. Artist's conception shows two merging black holes similar to those detected by LIGO. The black holes are spinning in a non-aligned fashion, which means they have different orientations relative to the overall orbital motion of the pair. LIGO found hints that at least one black hole in the system called GW170104 was non-aligned with its orbital motion before it merged with its partner. Credit: LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)

Το σήμα που ανίχνευσε το LIGO. The upper two panels show a plot of the frequency evolution of the signal measured by each of the Advanced LIGO detectors, over a roughly 0.1 second interval, around the time of the detection of GW170104. The strength, or amplitude, of the signal is represented by the color bar. The third panel compares the best-fitting gravitational waveform model (shown in black) for the black hole merger with the gravitational-wave strain data measured by both LIGO detectors. The data have been adjusted for the 3-millisecond difference in arrival time of the signal at the Hanford and Livingston detectors, and for the different orientation of the detectors’ interferometer arms. The lowest panel shows the difference between these data and the best-fit model; we can see that the difference shows no obvious pattern. 

Χθες, 1η Ιουνίου, ανακοίνωσε το LIGO την ανίχνευση ακόμα ενός βαρυτικού κύματος από την σύγκρουση δύο μελανών οπών. Η ανίχνευση έγινε στις 4 Ιανουαρίου του 2017 και γι αυτό το νέο βαρυτικό γεγονός ονομάστηκε GW170104.

This image shows a numerical simulation of a binary black hole merger with masses and spins consistent with the third and most recent LIGO observation, named GW170104. The strength of the gravitational wave is indicated by elevation as well as color, with blue indicating weak fields and yellow indicating strong fields. The sizes of the black holes are doubled to improve visibility. Image Credit: Numerical-relativistic Simulation: S. Ossokine, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics) and the Simulating eXtreme Spacetime project Scientific Visualization: T. Dietrich (Max Planck Institute for Gravitational Physics), R. Haas (NCSA)

Σύμφωνα με την ανακοίνωση της ερευνητικής ομάδας του LIGO, το βαρυτικό κύμα φαίνεται ότι προκλήθηκε από τη σύγκρουση δυο μαύρων τρυπών 31,2 ηλιακών μαζών η μια και 19,4 ηλιακών μαζών η άλλη.

 
Lucy Reading-Ikkanda for Quanta Magazine

Το αποτέλεσμα ήταν ο σχηματισμός μιας μεγαλύτερης μαύρης τρύπας περίπου 48,7 ηλιακών μαζών.

Τα χαρακτηριστικά των τριών βαρυτικών γεγονότων που ανιχνεύθηκαν και ανακοινώθηκαν επίσημα από το LIGO. Το GW170104 που ανακοινώθηκε είναι και το πιο μακρινό. An international team of researchers has made a third detection of gravitational waves, ripples in space and time, in a discovery that provides new insights into the mysterious nature of black holes and, potentially, dark matter. Credit: LSC/OzGrav

Υπενθυμίζεται ότι το LIGO είχε μέχρι τώρα ανιχνεύσει 3 φορές βαρυτικά κύματα μέσα σε 4 μήνες – αλλά το ένα από αυτά τα γεγονότα δεν ικανοποιούσε τις προδιαγραφές για επίσημη ανακοίνωση.

To LIGO αποκαλύπτει μια νέα κατηγορία μαύρων τρυπών που έχουν μεγαλύτερες μάζες από τις μαύρες τρύπες που είχαν ανακαλυφθεί παλαιότερα από έρευνες με ακτίνες Χ (μωβ). Φαίνονται οι τρεις επίσημα επιβεβαιωμένες ανιχνεύσεις από το LIGO, GW150914, GW151226, GW170104, και η LVT151012 που δεν ικανοποιούσε τις προδιαγραφές για επίσημη ανακοίνωση. LIGO has discovered a new population of black holes with masses that are larger than what had been seen before with X-ray studies alone (purple). The three confirmed detections by LIGO (GW150914, GW151226, GW170104), and one lower-confidence detection (LVT151012), point to a population of stellar-mass binary black holes that, once merged, are larger than 20 solar masses—larger than what was known before. Image credit: LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)

Η πηγή του συγκεκριμένου σήματος βρίσκεται σε απόσταση περίπου 880 Mpc. Σύμφωνα με τον Vagelford, ένα από τα ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά του σήματος αυτού είναι ότι τα σπιν των αρχικών μελανών οπών μάλλον δεν ήταν προσανατολισμένα στην ίδια κατεύθυνση. Άλλο ένα επιπλέον αποτέλεσμα από την ανίχνευση του GW170104 είναι ότι το σήμα αυτό θέτει ισχυρότερους περιορισμούς στη μάζα του βαρυτονίου.


The video shows a numerical simulation of o a binary black-hole coalescence with masses and spins consistent with the GW170104 observation. The strength of the gravitational wave is indicated by elevation as well as color, with blue indicating weak fields and yellow indicating strong fields. We rescale the amplitude of the gravitational wave during the simulation to show the signal during the entire animation not only close to merger, where it is strongest. The sizes of the black holes are increased by a factor of two to improve visibility. The bottom panel in the video shows the gravitational waveform starting at frequency of 25Hz. The fade in of the video corresponds to a frequency of about 30Hz. © Numerical-relativistic simulation: S. Ossokine, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics) and the Simulating eXtreme Spacetimes project; scientific visualization: T. Dietrich (Max Planck Institute for Gravitational Physics), R. Haas (NCSA)

Το βαρυτόνιο είναι ο φορέας της βαρυτικής αλληλεπίδρασης, όπως το φωτόνιο είναι ο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης. Η δημοσίευση αναφέρει ότι τώρα η μάζα του βαρυτονίου υπολογίζεται ≤ 7,7×10−23 eV/c2. Το βαρυτικό κύμα GW170104 σε κάθε περίπτωση είναι σύμφωνο με την γενική θεωρία της σχετικότητας.

Στο βίντεο γίνεται σύγκριση των βαρυτικών γεγονότων GW150914 και GW170104. The video contrasts the two events GW150914 (top) and GW170104 (bottom). The strength of the gravitational wave is indicated by elevation and color. We rescale the amplitude of the gravitational wave during the simulation to show the signal during the entire animation and not only close to merger, where it is strongest. The sizes of the black holes are increased by a factor of two to improve visibility. The two animations for GW150914 and GW170104 start at the same gravitational wave frequency of about 25Hz, but because of the different total mass of the binaries, GW150914 merges earlier and has a smaller number of orbits until merger. © Numerical-relativistic simulation: S. Ossokine, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics) and the Simulating eXtreme Spacetimes project; scientific visualization: T. Dietrich (Max Planck Institute for Gravitational Physics), R. Haas (NCSA)

Η επιστημονική δημοσίευση έχει τίτλο: «GW170104: Observation of a 50-Solar-Mass Binary Black Hole Coalescence at Redshift 0.2» .