logo_oauw
logo_uw

Naukowcy odkryli ponad 100 czarnych dziur!

2020-10-29 10:08

Dziś opublikowany został katalog GWTC-2 („Gravitational-Wave Transient Catalog 2”) obserwacji fal grawitacyjnych dokonanych za pomocą interferometrów LIGO i Virgo. Zawiera on dane od czasu pierwszej detekcji fal grawitacyjnych w roku 2015 do końca pierwszej połowy trzeciej kampanii obserwacyjnej, oznaczanej symbolem O3a. Kampania O3a obejmuje okres od początku kwietnia do początku października 2019 r.  W czasie jej trwania dokonano 39 nowych detekcji fal grawitacyjnych, co przy 11 już potwierdzonych w katalogu GWTC-1 zwiększyło do 50 łączną liczbę obserwacji opublikowanych w GWTC-2. Źródła sygnałów fal grawitacyjnych zarejestrowanych podczas O3a pokrywają szeroki zakres parametrów astrofizycznych. Wśród nich znalazły się zjawiska spójne z trzema typami zderzeń: dwóch czarnych dziur (BBH), dwóch gwiazd neutronowych (BNS) i układów mieszanych złożonych z gwiazdy neutronowej i czarnej dziury (NSBH).

Wart podkreślenia jest fakt, że kampania O3a przyniosła około trzy razy więcej potwierdzonych obserwacji niż dwie poprzednie kampanie obserwacyjne (O1 i O2) razem wzięte. Ponadto detektor Virgo był w stanie dołączyć do dwóch detektorów LIGO przez ponad cały czas trwania O3a, w której co najmniej jeden z trzech detektorów był aktywny przez około 97% czasu obserwacji, a co najmniej dwa były aktywne przez około 82% czasu. Niektóre wyjątkowo interesujące zdarzenia to druga w historii obserwacja koalescencji dwóch gwiazd neutronowych, koalescencja dwóch czarnych dziur o największej w historii dysproporcji mas oraz obserwacja bardzo masywnego układu czarnych dziur o łącznej masie około 150 razy większej od masy Słońca.

Najważniejsze odkrycia w tym nowym katalogu to:

  • GW1904120: pierwszy układ podwójny czarnych dziur z wyraźnie różnymi masami składników, który wskazuje również na obecność wyższych harmonicznych w sygnale
  • GW1904250: druga, po sygnale GW170817, detekcja fali grawitacyjnej zgodna z BNS
  • GW190426_152155: sygnał z układu ze składnikami o małych masach, zgodny z NSBH lub z BBH
  • GW190512_065416: sygnał BBH z najmniejszym, ze wszystkich zdarzeń O3a, efektywnym spinem
  • GW190517_055101: sygnał BBH z największym, ze wszystkich zdarzeń O3a efektywnym spinem
  • GW190521: sygnał BBH z układu o całkowitej masie przekraczającej 150 M
  • GW190814: układ o największym stosunku mas – połączenie czarnej dziury o masie 23 M ze zwartym obiektem o masie 2,6 M, który jest albo najlżejszą czarną dziurą, albo najcięższą gwiazdą neutronową obserwowaną w zwartym układzie podwójnym
  • GW190924_021846: prawdopodobnie najmniej masywny sygnał z układu BBH, tj. z oboma obiektami ledwo przekraczającymi 3 M

Jednocześnie opublikowane są trzy inne prace. Pierwsza z nich zawiera omówienie zgodności obserwacji z Ogólną Teorią Względności. Dotychczasowe obserwacje potwierdzają doskonałą zgodność obserwacji z przewidywaniami teorii grawitacji Alberta Einsteina. Druga zawiera podsumowanie poszukiwań sygnałów fal grawitacyjnych związanych z błyskami gamma. Trzecia zaś dotyczy astrofizycznej interpretacji tych odkryć.

W odkryciach tych uczestniczy zespół naukowców z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego: prof. Tomasz Bulik, prof. Dorota Rosińska, dr Bartosz Idźkowski, dr Przemysław Figura, dr Magdalena Sieniawska, mgr Neha Singh, mgr Małgorzata Curyło i mgr Paweł Szewczyk.

Skip to content