Поиск гравитационных волн возобновляется спустя 3 года

За последние восемь лет три обсерватории гравитационных волн реализовали свой потенциал, обнаружив некоторые из самых экстремальных событий во Вселенной: слияния черных дыр и столкновения нейтронных звезд.

Теперь после трех лет простоя для апгрейдов и доработок они вот-вот снова включатся. Цель состоит в том, чтобы найти еще больше слияний и некоторые неуловимые события, которые еще предстоит обнаружить.

Буквально на прошлой неделе, несмотря на то, что она все еще находится в стадии тестирования, гравитационно-волновая обсерватория LIGO обнаружила долгожданное событие-кандидат: черная дыра, пожирающая нейтронную звезду.

Хотя пока нет уверенности, что это так, астрономы говорят, что существует 86-процентная вероятность того, что это было столкновение нейтронной звезды с более тяжелой черной дырой. Если это подтвердится, это будет первое обнаружение такого типа.

Повышенная чувствительность детекторов означает, что они способны находить черные дыры, масса которых до 1000 раз превышает массу Солнца. Это совершенно новый класс объектов, неуловимые черные дыры промежуточной массы — черные дыры, которые не могли образоваться из звезды, ставшей сверхновой.

До сих пор самым тяжелым обнаруженным объектом были две черные дыры, слившиеся в одну с массой в 142 раза больше массы Солнца.

Детекторы также могут обнаруживать массивные звезды, превращающиеся в сверхновые в пределах нескольких десятков миллионов световых лет от Земли.

В настоящее время в мире существует четыре действующих гравитационно-волновых обсерватории, и еще несколько строятся. Две LIGO (лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория) находятся в США, Virgo — в Пизе, Италия, и KAGRA — в Японии.

Virgo не присоединится к остальным сразу для нового прогона, так как команде специалистов требуется немного больше времени, чтобы убедиться, что детекторы работают с максимальной отдачей, в то время как LIGO уже включился. KAGRA будет работать в течение одного месяца, прежде чем сделать еще один перерыв для устранения неполадок, и снова запустится в 2024 году.

Эти обсерватории работают, посылая расщепленный лазерный луч по двум равным по длине плечам, расположенным под углом 90 градусов друг от друга. Лазеры отражаются от зеркал и возвращаются к источнику. Система разработана таким образом, что если два лазерных луча прошли одинаковое расстояние, они полностью нейтрализуют друг друга.

Но гравитационные волны изменяют структуру пространства-времени, так что один луч будет проходить больше, чем другой, если волна проходит через детектор, и это будет фиксироваться.

Cистемы настолько чувствительны, что могут измерять изменения раcтояния до 10⁻¹⁶ см, что на 11 порядков меньше длины световой волны и составляет тысячные доли размера атомного ядра.

Новый четвертый запуск будет длиться 18 месяцев с короткими перерывами для настроек, поэтому он, вероятно, продлится до 2025 года.