צוות בינלאומי ענק עשה היסטוריה ב-2016 כשהודיע כי לראשונה אי פעם אישרו את קיומו של-אדוות במרקם המרחב-זמןמהתנגשות של שניים.
עַכשָׁיוהאסטרונומיה עשתה קפיצת מדרגה עם זיהוי של התנגשות בין שני חורים שחורים באמצעות לא שני גלאים, אלא שלושה - שיפור ניכר ברמת הדיוק, בפקטור של כ-10, שבאמצעותו יכולים אסטרונומים לאתר את מקור הגלים.
ההתנגשות, בגלקסיה במרחק של כ-1.8 מיליארד שנות אור משביל החלב, התרחשה בין שני חורים שחורים בעלי מסה של פי 31 עד פי 25 מהמסה של השמש שלנו. הסינגלשנבעה מההתנגשות הזו היא בערך פי 53 מהמסה של השמש.
זוהי התצפית הראשונה שבוצעה באמצעות שלושה גלאים, והראשונה עבור המעודכנתבתולה מתקדמתגלאי באיטליה, בשיתוף עםLIGOשני הגלאים של ליווינגסטון, לואיזיאנה, והאנפורד, וושינגטון, שניהם בארה"ב.
האדוות הראשונות שזוהו במרקם החלל-זמן היוגלי הלם כבידה שנגרמו כתוצאה מתנגשות של שני חורים שחורים. זו הייתה עסקה ענקית - אישור לתחזית העיקרית האחרונה שנותרה על ידי איינשטיין בתיאוריה שלו.
בדיוק כפי שטלסקופיה רדיו הצליחה לזהות עצמים ואירועים ביקום בלתי נראים לטלסקופים אופטיים, אסטרונומיה של גלי כבידה הופכת לדרך חדשה לגלות דברים שבכלל לא ידענו על קיומם.
מאז ההכרזה הראשונה ב-2016, LIGO הוציאהמהתנגשויות של חורים שחורים. הודעה חדשה זו מציינת את ההודעה הרביעית.
בתולה מתקדמת הצטרפה ל-LIGO לריצת תצפית ב-1 באוגוסט, הפעם הראשונה בה צפה. הגילוי נעשה ב-14 באוגוסט.
זה גם מציין את הפעם הראשונה שמדענים הצליחו למדוד את הקיטוב של גלי הכבידה, או את האופן שבו הם מעוותים את המרחב-זמן בתלת מימד.
"כאשר אנו מגדילים את מספר מצפה הכוכבים ברשת גלי הכבידה הבינלאומית, אנו לא רק משפרים את מיקום המקור, אלא גם משחזרים מידע קיטוב משופר המספק מידע טוב יותר על הכיוון של העצמים המקיפים, כמו גם מאפשר בדיקות חדשות של התיאוריה של איינשטיין. "אמר פרד ראב מ-LIGO.
רשת של 3 גלאים מאפשרת לנו להתחיל לבדוק אם#GW170814התאמות קיטוב#יחסות כלליתתחזיות. עד כה איינשטיין עובר את המבחן!pic.twitter.com/9t4beLy9gE
- LIGO (@LIGO)27 בספטמבר 2017
אמנם זהו הישג פנטסטי לכל המעורבים, בהתבסס על שמועות שהיומסתובב באוגוסטציפינו שהמיזוג יהיה בין כוכבי נויטרונים, אבל זה עשוי להיות קצת יותר קשה לזיהוי.
כוכבי ניוטרונים הם אחד הדברים שיכולים לקרות בסוף מחזור חיים של כוכב על מסיבי. הליבה קורסת, סוחטת את הפרוטונים והאלקטרונים לנייטרונים ו. הנייטרונים בורחים, אבל הנייטרונים ארוזים בצפיפות להפליא לתוך ליבה בקוטר של בין 10 ל-20 ק"מ בלבד (6-12 מיילים).
אם הליבה הזו פחותה משלוש מסות כוכבים בערך, הלחץ של צפיפות זו תומך ב. אם הליבה גדולה יותר, היא קורסת לתוך חור שחור.
מכיוון שחורים שחורים סופגים אור, לא ניתן לצפות בהם ישירות. אנו מסיקים את קיומם על סמך תגובת החלל סביבם.
כוכבי ניוטרונים, לעומת זאת, הם אנרגטיים מאוד, פולטים כמויות עצומות של אור. זה אומר שאם היינו מסתכלים על המקום הנכון בזמן הנכון, יכולנו לקבל עדות אופטית אמיתית למקור גל כבידה.
באמת יכולנו לראות איך זה נראה כאשר גלי ההלם מתפשטים ביקום.
העיקר הוא שהם הרבה יותר קטנים מהתנגשויות החורים השחורים שזוהו בעבר על ידי האינטרפרומטר מבוסס כדור הארץ שלנו - בסביבות 10-20 אחוז מהמסה. זה אומר שיהיה הרבה הרבה יותר קשה לזהות אותם.
למעשה, ייתכן שנצטרך לחכות עדאנטנת חלל אינטרפרומטר לייזר, או LISA, מגיע לרשת בשנת 2034, אינטרפרומטר מבוסס חלל שיהיה מדויק פי חמישה לפחות מ-LIGO, בהתבסס על הביצועים של טכנולוגיית מאתר נתיב.
בינתיים, Virgo ו-LIGO מתכננים להמשיך בשיתוף הפעולה שלהם, כאשר ריצת התצפית הבאה מתוכננת להתחיל ברבעון השלישי של 2018. ואנו בטוחים שהם ימצאו עוד דברים מרגשים אז.
להלן הבלוג החי שלנו עם עדכונים מההודעה לעיתונות על גילוי זה:
12:15 בערב EST:נותרו 15 דקות לסיום עד תחילת ההכרזה! עוד מישהו מתרגש במיוחד? אנחנו נרגשים במיוחד למרות העובדה שהשעה כבר עברה 02:00 כאן בסידני, אוסטרליה. בזמן שאנו ממתינים למסיבת העיתונאים שתתחיל, הנה עוד קצת רקע על מדוע זיהוי גלי כבידה מכוכבי נויטרונים יהיה עניין כל כך גדול.
מאז ההכרזה הראשונה ב-2016, LIGO הוציאהמהתנגשויות של חורים שחורים. אז מוקדם יותר השנה, LIGO וגלאי גלי כבידה אחר, VIRGO, ביצעו תצפיות יחד, ואפשרו משולש אותות מדויק יותר.
אם הם השיגו כעת זיהוי של גלי כבידה ממיזוג כוכבי נויטרונים, זה אומר שלא רק שאנו עשויים ללמוד משהו חדש על סוג זה של התנגשות קוסמית, אלא שזו תהיה גם הפעם הראשונה שבה זיהינו גלי כבידה מהסוג הספציפי הזה. - פריצת דרך נוספת לעידן החדש של אסטרונומיה של גלי כבידה.
12:30 בערב EST:ההכרזה מתחילה!אנחנו צופים בשידור האינטרנטבשידור חי מ-G7 Science במרכז המדיה Reggia di Venaria בטורינו, איטליה.
12:32 בערב EST:למעשה, אנחנו עדיין מחכים שהשידור החי יתחיל. אנחנו מקווים שהם לא שכחו אותנו!
12:37 בערב EST:עדיין אין שידור חי, אבלהודעה לעיתונות זוזה עתה עלה לאוויר באתר LIGO.
"שיתוף הפעולה המדעי של LIGO ושיתוף הפעולה של בתולה מדווחים על הזיהוי המשותף הראשון של גלי כבידה עם גלאי ה-LIGO וגם עם גלאי בתולה. זהו הזיהוי הרביעי שהוכרז של מערכת חורים שחורים בינאריים והאות המשמעותי הראשון של גלי הכבידה שתועד על ידי גלאי בתולה. , ומדגיש את הפוטנציאל המדעי של רשת של שלושה גלאים של גלאי גלי כבידה."
לא נראה שיש לנו כוכבי נויטרונים.
12:40 בערב EST:יש לנו את הסטרימינג בשידור חי!
12:42 בערב EST:פרנס קורדובה, מנהלת הקרן הלאומית למדע, נוטלת את הדיבור.
12:43 בערב EST:האירוע נקרא GW 170814, על שם תאריך זיהויו. זהו הזיהוי הראשון שנעשה באמצעות שלושה גלאים - שניים של LIGO וגלאי בתולה אחד.
12:45 בערב EST:ג'ו ואן דן ברנד, דובר שיתוף הפעולה בתולה נוטל את הדיבור.
12:46 בערב EST:אות גלי הכבידה הגיע ראשון לגלאי LIGO Livingston; ואז שש אלפיות שניות לאחר מכן הוא הגיע לגלאי הנפורד; ואז עוד שש אלפיות שניות מאוחר יותר זה הגיע לגלאי בתולה. שימוש בשלושה גלאים איפשר לצוות המחקר לאתר את מקור הגלים בדיוק רב יותר.
הנה מבט על הנתונים מזיהוי שלוש נקודות זה.
ג'ו ואן דן ברנד:#GW170814מטייל כבר כמעט 2 מיליארד שנים. מגיע מהמיזוג של 2#חורים שחורים.
- LIGO (@LIGO)27 בספטמבר 2017
12:50 בערב EST:אנו שומעים כעת מפרדריק מריון, מדען בכיר, שיתוף פעולה בתולה. היא מתמחה בניתוח נתונים.
מזל בתולה מיושר מעט שונה משני גלאי ה-LIGO. ההבדל הזה אפשר לצוות לגשת למשהו שנקרא קיטוב של גלי כבידה, שהוא עיוות של זמן המרחב בשלושת הממדים המרחביים.
הקיטוב של GW 170814 היה עקבי עם תורת היחסות הכללית של איינשטיין, וזו הפעם הראשונה שהצלחנו לאשר את זה.
12:55 בערב EST:David Shoemaker, דובר, LIGO Scientific Collaboration מסביר כעת כיצד שימוש בשלושה גלאים מאפשר למדענים לשלש את מיקום המקור של גלי הכבידה.
12:57 בערב EST:ריצת התצפית הבאה תתחיל בעוד כשנה מהיום.
"העתיד בהיר להפליא עבור בתולה, עבור LIGO, עבור רשת Virgo-LIGO, עבור אסטרונומיה של גלי כבידה, ועבור הסביבה האסטרונומית הגדולה יותר שאנו יכולים לעשות כעת במשותף עם גלי כבידה וקרינה אלקטרומגנטית."
1:00 אחר הצהריים EST:אנו שומעים כעת מג'ובאני לוסורדו, מנהל פרויקט בתולה מתקדם, שיתוף פעולה בתולה.
"כמו לגלילאו, לאנושות יש מכשיר חדש איתו ניתן להביט לעבר השמיים. בכל פעם שאנו משתמשים בכלי חדש, יש סיכוי חדש לידע, ואנו מספקים ידע, ידע שיכול לשמש השראה לדמיון ולאינטואיציה של הצעירים, ויכול לחולל שינוי באלפי מוחות, ולכן המדע בכללותו".
1:06 בערב EST:תמונה זו מראה עד כמה פשוט הוספת גלאי אחד יותר משפרת את המיקום של מקור גלי הכבידה:
LIGO/בתולה
הפסים הרחבים מראים את האזור אליו אותרו התנגשויות קודמות. הכתם הירוק הקטן בפינה השמאלית התחתונה הוא המקום שבו מקורו של GW 170814. מדהים!
1:08 בערב EST:בזמן שאנחנו מחכים, הנה קצת יותר מידע על ההתנגשות בפועל:
"גלי הכבידה שזוהו - אדוות במרחב ובזמן - נפלטו ברגעים האחרונים של מיזוגם של שני חורים שחורים בעלי מסות פי 31 ו-25 מהמסה של השמש וממוקמים במרחק של כ-1.8 מיליארד שנות אור.
"לחור השחור המסתובב החדש שנוצר יש בערך פי 53 מהמסה של השמש שלנו, מה שאומר שכ-3 מסות שמש הומרו לאנרגיית גלי כבידה במהלך ההתאחות."
1:09 בערב EST:והשידור החי הסתיים לפני שהספקנו להאזין לזמן השאלות.
אנחנו חייבים להודות, אנחנו קצת מאוכזבים מכך שלא ממש זכינו לראות התנגשות בין שני כוכבי נויטרונים, אבל החדשות האלה עדיין מרגשות להפליא.
כאשר מזל בתולה ו-LIGO עובדים יחד, אומר Shoemaker, ייתכן שנוכל לבצע זיהויים כאלה בתדירות של פעם בשבוע!
