Sette anni fa, i ricercatori del Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) hanno annunciato il primo rilevamento di onde gravitazionali. Ora, l’elenco dei candidati alle onde gravitazionali è quasi 100.
E gli astronomi sono fiduciosi di poter trovare più di queste increspature nel tessuto dello spazio-tempo, causate dall’accelerazione di oggetti massicci, ad esempio due buchi neri Spiralano l’uno verso l’altro per una fusione catastrofica.
24 maggio segnato Monitorare l’avvio 4 (O4), l’ultimo sforzo della collaborazione LIGO-Virgo-KAGRA (LVK). Con i rilevatori di onde gravitazionali appena aggiornati, gli astronomi sperano che O4 possa vedere onde gravitazionali – e le cose che produci – un evento quotidiano.
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“Ci aspettiamo di riprendere da quello che avevamo nella nostra corsa precedente: una stella di neutroni Ogni due mesi, uno [binary] “Un buco nero ogni settimana o 10 giorni”, ha detto Salvatore Vitale, un astrofisico del MIT, “ottenere un buco nero binario ogni giorno o due, ottenere una stella di neutroni ogni settimana”.
Le onde gravitazionali sono un sottoprodotto di relatività generalecome immaginato prima Alberto Einstein un secolo fa. La relatività generale dice che lo spazio e il tempo sono come un arazzo. Ogni oggetto lascia un segno in questa trama, che percepiamo come attraente. In questo mondo, la turbolenza, come la collisione di due buchi neri, può generare increspature attraverso il tessuto. Gli astronomi possono utilizzare rivelatori basati su laser per individuare queste increspature.
Come suggerisce il nome di LVK, la collaborazione è uno sforzo su più fronti, che riunisce quattro rivelatori in tre continenti: LegoDue rilevatori, uno a Livingston, Louisiana e uno a Hanford, Washington. Vergine in Europa, che si estende attraverso le pianure toscane a sud-est di Pisa, in Italia; E kajraSotto le montagne del Giappone centrale.
Purtroppo, all’avvio di O4, solo la coppia LIGO è completamente funzionante. Vergine Deve subire riparazioni a un mirror corrotto e rimarrà inattivo per un periodo di tempo incerto. KAGRA, nel frattempo, noterà per un solo mese prima di tornare offline; Non ha raggiunto la sua sensibilità target e i suoi operatori sperano di riavviarlo nuovamente alla fine del 2024.
Gli astronomi vogliono più rilevatori perché un singolo rilevatore di onde gravitazionali non fornisce dettagli sulla direzione in cui viaggiano le onde. Quindi, hanno bisogno di più rivelatori per triangolare la sorgente delle onde gravitazionali. Con tutti e quattro, gli astronomi possono tracciare una sorgente a pochi gradi quadrati del cielo. Con solo due rilevatori, sono bloccati con un cuneo molto più grande del cielo.
“Sarebbe difficile per noi dire ai nostri amici telescopi dove puntare il loro telescopio”, ha detto Vitali.
Ma anche due rivelatori possono produrre molta scienza. Con l’aumentare della sensibilità, i rilevatori possono rilevare onde gravitazionali più deboli o più lontane. Ciò significa che gli scienziati possono acquisire più eventi.
E con più eventi, sperano di iniziare a rispondere a una domanda incombente: dove si formano i buchi neri che vedono?
I buchi neri potrebbero essersi formati all’interno delle galassie. Potresti essere là fuori, in ammassi globulari o galassie nane. O forse sono primordiali, essendosi formati nello spazio grezzo dell’universo primordiale.
“Per rispondere a questa domanda, devi disporre di un grande set di dati”, ha affermato Vitali.
Flusso LVK Programma Richiede che O4 funzioni per 18 mesi, fino al 2025. Successivamente, i rilevatori di onde gravitazionali verranno spenti per aggiornamenti e lavori di ingegneria e ricominceranno intorno al 2027 per cinque, un periodo di osservazione più lungo.
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