Další kolize černých děr zaznamenaná pomocí gravitačních vln  
Další případ splynutí černých děr pozorovaný pomocí detekce gravitačních vln potvrzuje začátek éry gravitační astronomie. Tentokrát událost zachytily hned tři detektory na dvou kontinentech. Tedy dva detektory amerického systému LIGO a evropský detektor VIRGO.

Detektor VIRGO zachytil 14. srpna 2017 gravitační vlny ze splynutí černých děr společně s detektorem LIG (zdroj VIRGO).
Detektor VIRGO zachytil 14. srpna 2017 gravitační vlny ze splynutí černých děr společně s detektorem LIG (zdroj VIRGO).

Už, když jsem psal o prvních dvou záchytech gravitačních vln experimentem LIGO (zde, zde a zde), neskrýval jsem nadšení nad splněním jednoho z klukovských snů, startu gravitační astronomie. Předpovídal jsem také, že se můžeme těšit na další události, které umožní intenzivní studium černých děr a testů gravitační teorie v hraničních podmínkách velmi intenzivních gravitačních polí.

 

Včera tak byly prezentovány výsledky zkoumání dalšího zaznamenaného případu splynutí černých děr detekovaného pomocí gravitačních vln (zde a zde). Pozorování proběhlo 14. srpna 2017 v 10:30:43 světového času. Tentokrát byl v činnosti i evropský detekční systém VIRGO. Událost tak zaznamenaly tři detektory gravitačních vln. Dva patřící projektu LIGO jsou v opačných koutech Spojených států, v Luisianě a Hanfordu (o Hanfordu se zde nedávno psalo v jiném kontextu, ale přítomnost detektoru gravitačních vln byla zmíněna). Třetí pak patří evropskému projektu VIRGO a je v Itálii nedaleko známého města Pisa.

 

Všechny detektory jsou interferenčního typu se dvěma kolmými rameny o délce několika kilometrů. V posledních letech prošla zařízení LIGO a VIRGO velmi rozsáhlým programem vylepšení citlivosti. Připomeňme, že tato extrémně citlivá zařízení dokáží měřit s využitím ramene o délce 4 km posun o pouhých 10-17 m, což je procento velikosti atomového jádra. Podrobněji je o detektorech gravitačních vln a jejich principech v již zmíněných odkazech zde a zde.

 

Samotná událost dostala označení GW170814 a její záchyt je výsledkem velice intenzivní spolupráce obou měřících systémů. Nezávislá detekce třemi detektory vzdálenými tisíce kilometrů a s různou orientací interferometrů zvyšují spolehlivost měření a také přesnost určení směru, ze kterého gravitační vlny přicházejí. Umožní také studovat polarizaci gravitačních vln a tím testovat, která z podob gravitačních teorií je správná. Zachycené gravitační vlny způsobující extrémně slabounké zachvění prostoročasu byly způsobeny konečným splynutím dvojhvězdy, která se skládala ze dvou černých děr o hmotnosti 31 a 25 hmotností Slunce. Vzniklá černá díra má hmotnost 53 slunečních hmotností a energie odpovídající třem hmotnostem slunce byla vyzářena právě v podobě gravitačních vln. Dvojhvězda byla od nás vzdálena 1,8 miliard světelných let.

 

Případ je velice podobný třem předchozím. Třetí případ GW170104 byl zaznamenán experimentem LIGO na začátku letošního roku 4. ledna 2017. I tehdy šlo o velmi hmotné černé díry ve velké vzdálenosti od Země. Opět se tak potvrzuje, že v dřívějších dobách vznikalo mnohem více velmi hmotných černých děr, než se předpokládalo. Směr, odkud gravitační vlny přišly, byl lokalizován do tělesného úhlu o rozměru zhruba 60 čtverečných stupňů. Jde o desetkrát přesnější určení polohy než v předchozích případech a potvrdila se tak zmíněná výhoda současného pozorování třemi detektory na velmi vzdálených místech. I to byl důvod, že se daná oblast analyzovala i z pohledu emisí jiných druhů záření. Žádné záření související s tímto případem splynutí černých děr se však nezaznamenalo. To je však v souhlase s teorií, která emise v jiných oblastech u tohoto jevu nepředpokládá. Výhoda přesnějšího určení polohy by se měla projevit při záznamu splynutí jiných kompaktních objektů, neutronových hvězd. V tomto případě by kromě gravitačních vln vznikl intenzivní záblesk elektromagnetického záření a ten bude možné zachytit.

 

Testy optických prvků interferometru VIRGO, dramatické vylepšení jak systému VIRGO tak LIGO umožnilo současná úspěšná pozorování (zdroj VIRGO).
Testy optických prvků interferometru VIRGO, dramatické vylepšení jak systému VIRGO tak LIGO umožnilo současná úspěšná pozorování (zdroj VIRGO).

Tři pozorované případy zároveň potvrzují, že citlivost současných detekčních systémů je taková, že bude umožňovat detekci kolize černých děr relativně často, až desítky za rok při kontinuálním pozorování. To, že jsme na tato společná pozorování a detekci LIGO a VIRGO sestavami čekali dlouho, je dáno tím, že detekční systémy zatím pracují pouze v časově velmi omezených intervalech. Takže VIRGO zahájil po vylepšení pozorování 1. srpna 2017 a již 14. srpna byl zaznamenán popsaný případ. Ke konci roku by měla být zahájena další společná série pozorování těchto detektorů a předpokládá se, že by podobné případy splynutí černých děr pozorovaly i častěji než jednou týdně.

 

 

Pokud se opravdu podaří předpokládaná vysoká četnost detekce a tím i statistika případů, mohla by jejich analýza dramaticky zvýšit naše znalosti struktury a chování černých děr i teorie gravitace.

 


Datum: 28.09.2017
Tisk článku

Vesmírné blues - Levinová Janna
 
 
cena původní: 299 Kč
cena: 251 Kč
Vesmírné blues
Levinová Janna
Související články:

Vítejte ve věku gravitační astronomie     Autor: Stanislav Mihulka (12.02.2016)
Evropa na cestě k vesmírné detekci gravitačních vln     Autor: Vladimír Wagner (16.02.2016)
Tak už je tu další případ detekce gravitačních vln     Autor: Vladimír Wagner (16.06.2016)
Mnohé malé galaxie mohou skrývat ohromnou příšeru     Autor: Stanislav Mihulka (28.04.2017)
Šeptanda kolem LIGO: Gravitační astronomové loví nový typ vlny     Autor: Stanislav Mihulka (27.08.2017)



Diskuze:




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni












Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace