Osoby czytające wydania polityki

„Polityka”. Największy tygodnik w Polsce.

Wiarygodność w czasach niepewności.

Subskrybuj z rabatem
Nauka

Fale grawitacyjne wykryte po raz trzeci. Co wynika z tych obserwacji?

Podobnie jak w przypadku poprzednich dwóch detekcji zarejestrowane fale powstały w wyniku zlewania się dwóch czarnych dziur i połączenia się ich w jedną większą, wirującą. Podobnie jak w przypadku poprzednich dwóch detekcji zarejestrowane fale powstały w wyniku zlewania się dwóch czarnych dziur i połączenia się ich w jedną większą, wirującą. LIGO
Wyniki analiz dokonanych przez LIGO Scientific Collaboration i europejskie konsorcjum Virgo potwierdzają istnienie niespodziewanej populacji czarnych dziur o masie gwiazdowej większej niż 20 mas Słońca.

Tekst ukazał się na portalu Naukaonline.pl

Fale grawitacyjne, niewielkie zaburzenia czasoprzestrzeni, zostały wykryte w sposób bezpośredni trzeci raz. Wyniki ich analiz dokonanych przez LIGO Scientific Collaboration i europejskie konsorcjum Virgo potwierdzają istnienie niespodziewanej populacji czarnych dziur o masie gwiazdowej większej niż 20 mas Słońca. To kolejny sukces międzynarodowego zespołu naukowców, w którym jest także grupa POLGRAW kierowana przez prof. Andrzeja Królaka z Instytutu Matematycznego PAN.

Podobnie jak w przypadku poprzednich dwóch detekcji – ogłoszonych 11 lutego i 16 czerwca 2016 r. – zarejestrowane fale powstały w wyniku zlewania się dwóch czarnych dziur i połączenia się ich w jedną większą, wirującą. Jest ona oddalona od Ziemi o około 3 miliardy lat świetlnych – to dwa razy dalej niż poprzednio zaobserwowane układy. Ma masę około 49 razy większą od masy Słońca; wartość ta znajduje się pomiędzy wartościami mas czarnych dziur (równymi 21 i 62 mas Słońca) powstałych w wyniku zdarzeń zarejestrowanych w 2015 r. W każdym z tych trzech zdarzeń w chwili tuż przed połączeniem się czarnych dziur emitowane są fale grawitacyjne o mocy większej niż moc promieniowania elektromagnetycznego wszystkich gwiazd i galaktyk znajdujących się w obserwowalnym Wszechświecie.

Najnowsze odkrycie zostało opisane w artykule zaakceptowanym do publikacji w czasopiśmie „Physical Review Letters”. Miało ono miejsce podczas rozpoczętej 30 listopada 2016 r. kampanii obserwacyjnej dwóch amerykańskich detektorów Advanced LIGO znajdujących się w Hanford (stan Waszyngton) i Livingston (stan Luizjana). Kampania obserwacyjna będzie kontynuowana aż do lata 2017 r., kiedy to zbieranie naukowo wartościowych danych zacznie europejski detektor Advanced Virgo (znajdujący się niedaleko Pizy we Włoszech). Detektor Advanced Virgo został pomyślnie uruchomiony w pierwszym tygodniu maja bieżącego roku. Po dołączeniu detektora Advanced Virgo do dwóch detektorów Advanced LIGO powstanie sieć trzech detektorów, która umożliwi rejestrację słabszych fal grawitacyjnych i bardziej precyzyjny pomiar parametrów źródeł generujących te fale.

Trzecia detekcja fal grawitacyjnych: jakie wnioski płyną z obserwacji?

Do trzeciej detekcji fal grawitacyjnych doszło 4 stycznia 2017 r., sygnał z nią związany nazwano GW170104. Został on poddany starannej analizie przez zespoły naukowe projektów LIGO i Virgo składające się 1200 badaczy z ponad 100 instytucji naukowych znajdujących się na 4 kontynentach. Te same zespoły we wrześniu 2015 r. doprowadziły do pierwszej w historii bezpośredniej detekcji fal grawitacyjnych, a kilka miesięcy później udało im się je zarejestrować po raz drugi.

Dzięki tej trzeciej detekcji potwierdzamy istnienie nieoczekiwanej populacji czarnych dziur o masach większych niż 20 mas Słońca – mówi Jo van den Brand z Nikhef i VU University Amsterdam, rzecznik międzynarodowego zespołu Virgo, składającego się z ponad 280 naukowców, prowadzącego wspólnie z zespołem LIGO analizę danych. – Wspólna praca zespołów LIGO i Virgo umożliwiła obserwację tych niesamowitych wydarzeń, które nastąpiły miliardy lat temu.

Najnowsza obserwacja dostarcza też pewnych wskazówek dotyczących położenia w przestrzeni własnych osi obrotu, wokół których czarne dziury wirują, zbliżając się do siebie. Czarne dziury mogą obracać się wokół osi dowolnie zorientowanych względem siebie i względem płaszczyzny, w której leżą ich orbity. Jest to podobne do pary łyżwiarzy, którzy krążą wokół siebie, wykonując jednocześnie piruety – obroty wokół własnych osi. Analiza danych dostarczyła dowodów na to, że oś obrotu przynajmniej jednej z czarnych dziur nie jest prostopadła do płaszczyzny orbity, co daje wskazówki dotyczące tego, jak ta para czarnych dziur powstała.

Wśród naukowców pracujących przy detektorze Virgo znajduje się polska grupa POLGRAW. W jej skład wchodzą badacze z Instytutu Matematycznego PAN, Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN, Narodowego Centrum Badań Jądrowych, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, a także Uniwersytetów: w Białymstoku, Jagiellońskiego w Krakowie, Mikołaja Kopernika w Toruniu, Warszawskiego, Wrocławskiego i Zielonogórskiego.

Polacy badają fale grawitacyjne

Naszym zadaniem była analiza danych uzyskanych z amerykańskich detektorów LIGO, prowadzenie badań źródeł astrofizycznych fal grawitacyjnych, opracowywanie teoretycznych modeli sygnałów fal grawitacyjnych oraz udział w rozbudowie detektora Virgo – mówi prof. dr hab. Andrzej Królak z Instytutu Matematycznego PAN oraz Narodowego Centrum Badań Jądrowych, członek zarządu projektu Virgo.

Polacy stworzyli podstawy wielu algorytmów i metod służących do wykrywania i estymacji parametrów fal grawitacyjnych z układów podwójnych (prof. dr hab. Andrzej Królak, prof. dr hab. Piotr Jaranowski), przyczynili się do precyzyjnego modelowania sygnału fali grawitacyjnej z układu podwójnego (prof. dr hab. Piotr Jaranowski, prof. dr hab. Andrzej Królak), przeprowadzili symulacje pokazujące, że układy podwójne czarnych dziur są najlepiej wykrywalnymi przez detektory LIGO-Virgo źródłami promieniowania grawitacyjnego (prof. dr hab. Krzysztof Belczyński, prof. dr hab. Tomasz Bulik), badali astrofizyczne własności układów podwójnych (dr hab. Michał Bejger, dr Izabela Kowalska-Leszczyńska, dr hab. Dorota Rosińska) oraz poszukiwali mogących towarzyszyć zdarzeniu błysków optycznych (dr Adam Zadrożny).

Tekst ukazał się na portalu Naukaonline.pl

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

null
Kraj

Przelewy już zatrzymane, prokuratorzy są na tropie. Jak odzyskać pieniądze wyprowadzone przez prawicę?

Maszyna ruszyła. Każdy dzień przynosi nowe doniesienia o skali nieprawidłowości w Funduszu Sprawiedliwości Zbigniewa Ziobry, ale właśnie ruszyły realne rozliczenia, w finale pozwalające odebrać nienależnie pobrane publiczne pieniądze. Minister sprawiedliwości Adam Bodnar powołał zespół prokuratorów do zbadania wydatków Funduszu Sprawiedliwości.

Violetta Krasnowska
06.02.2024
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną