Nowa era badań fal grawitacyjnych. "Zrobiliśmy krok dalej w głąb kosmosu"

Symulacja połączenia dwóch czarnych dziur
Symulacja połączenia dwóch czarnych dziur
NASA/C. Henze
Symulacja połączenia dwóch czarnych dziurNASA/C. Henze

Konsorcja Virgo Collaboration i LIGO Scientific Collaboration ogłosiły pierwszą wspólną detekcję fal grawitacyjnych. Zostały one wyemitowane w ostatnich chwilach przed połączeniem dwóch czarnych dziur. Obserwacja pozwala na przybliżone określenie miejsca emisji sygnału, co otwiera nowy rozdział w astrofizyce.

Nie jest to pierwszy raz, kiedy udało się zaobserwować fale grawitacyjne podczas zlewania się dwóch czarnych dziur. Dotychczas dokonano tego trzykrotnie. Czwarta jednak ma ważne astronomiczne konsekwencje. Jest to też pierwszy statystycznie istotny sygnał fali grawitacyjnej zarejestrowany przez detektor Advanced Virgo.

GW170814 (nazwa sygnału fal) oznacza początek nowego, ekscytującego rozdziału w tworzącej się na naszych oczach astronomii fal grawitacyjnych.

Ogłoszenie tego odkrycia zostało przedstawione na konferencji prasowej w trakcie szczytu ministrów nauki krajów G7, który odbywa się w dniach 27-28 września w miejscowości Venaria Reale koło Turynu. W ogłoszeniu odkrycia wziął udział prof. Andrzej Królak (NCBJ i IM PAN) lider zespołu PolGraw.

Lokalizacja źródła fali grawitacyjnejLIGO/VIRGO

Międzynarodowe odkrycie

Jak czytamy w komunikacie prasowym polskiej grupy Virgo-POLGRAW, odkrycie to ujawnia naukowy potencjał sieci złożonej z trzech, a nie dwóch jak do tej pory, detektorów fal grawitacyjnych, wyrażony przez lepszą lokalizację źródła fal grawitacyjnych na niebie i możliwość badania polaryzacji tych fal.

Tej przełomowej obserwacji detektory dokonały 14 sierpnia 2017 roku o godzinie 10:30:43 czasu UTC. Uczestniczyły w niej dwa amerykańskie detektory należące do LIGO (Laserowe Interferometryczne Obserwatorium Fal Grawitacyjnych) położone w Livingstone w stanie Luizjana i w Hanford w stanie Waszyngton oraz detektor Advanced Virgo, znajdujący się w Europejskim Obserwatorium Grawitacyjnym (EGO) w Cascinie w pobliżu Pizy we Włoszech.

Co tak naprawdę udało się zaobserwować?

To fale grawitacyjne wytworzone w procesie zlewania się dwóch czarnych dziur o masach gwiazdowych.

- Jest rzeczą wspaniałą móc zobaczyć pierwszy sygnał fali grawitacyjnej w naszym nowym detektorze Advanced Virgo i to zaledwie dwa tygodnie licząc od momentu, gdy detektor zaczął oficjalnie zbierać dane - mówi Jo van den Brand z Nikhef i VU University Amsterdam, rzecznik konsorcjum Virgo Collaboration.

- To wielka nagroda za całą pracę włożoną w projekt Advanced Virgo, w ramach którego przeprowadzono trwającą sześć ostatnich lat modernizację detektora - dodaje.

Symulacja zderzenia dwóch czarnych dziur
Symulacja zderzenia dwóch czarnych dziurNASA's Goddard Space Flight Center/P. Cowperthwaite, Univ. of Maryland

Połączenie czarnych dziur

Fale grawitacyjne są określane jako "zmarszczki" w przestrzeni i czasie. Te, które udało się teraz zarejestrować, zostały wyemitowane w czasie ostatnich chwil przed połączeniem się dwóch czarnych dziur o masach około 31 i 25 mas Słońca i położonych w odległości około 1,8 mld lat świetlnych od nas.

Rotująca czarna dziura, która powstała po tym zdarzeniu, ma masę około 53 mas Słońca, co oznacza, że w czasie zlewania się czarnych dziur około 3 masy Słońca zostały zamienione w energię wypromieniowanych fal grawitacyjnych.

Jak zapowiadają naukowcy, to dopiero początek takich obserwacji. W kolejnej kampanii obserwacyjnej planowanej na jesień 2018 roku spodziewają się jednej lub więcej takich detekcji tygodniowo.

Nowe możliwości

Fakt, że detektor Advanced Virgo jest położony na innym kontynencie niż detektory LIGO sprawia, że możliwe jest testowanie innych przewidywań ogólnej teorii względności niż do tej pory. Na przykład badanie polaryzacji fal grawitacyjnych.

Jak informują naukowcy, wstępna analiza ostatniego sygnału (GW170814) pozwala przetestować dwa skrajne przypadki: z jednej strony hipotezę, że fala posiada jedynie polaryzację dopuszczoną przez ogólną teorię względności, a z drugiej przypuszczenie, że polaryzacja fali jest całkowicie niezgodna z tą teorią. Analiza pokazała, że przewidywania teorii Einsteina są zgodne z obserwacjami.

- Przez wiele lat członkowie konsorcjów Virgo Collaboration i LSC wspólnie analizowali dane, by wydobyć cenne informacje z zarejestrowanego sygnału. Jednoczesne obserwacje prowadzone przez trzy detektory otwierają nowe możliwości, pozwalając na przeprowadzanie dalszych fundamentalnych testów przewidywań teoretycznych - mówi Fréderique Marion, doświadczona badaczka z LAPP w Annecy we Francji.

Lokalizacja źródła fali grawitacyjnej zaobserwowanej jako GW170814 (współprace naukowe LIGO i VIRGO)współprace naukowe LIGO i VIRGO

Wizjonerski cel

Detektor Advanced Virgo został uruchomiony w lutym 2017 r. Giovanni Losurdo z INFN, który miał wielki wkład w doprowadzeniu projektu Advanced Virgo do końca, mówi:

- Ta detekcja jest kamieniem milowym dla wszystkich ludzi, którzy poświęcili swój czas na rozpoczęcie, urzeczywistnienie i działanie Virgo i Advanced Virgo, przede wszystkim dla Alaina Brilleta i Adalberto Giazotto. Całe przedsięwzięcie opierało się od samego początku na wizjonerskim celu: utworzenia sieci detektorów zdolnej do lokalizacji źródła na niebie i rozpoczęcia badania Wszechświata w wieloaspektowy sposób. I wreszcie, po dziesięcioleciach, udało się to zrealizować.

Współpraca pomiędzy projektami LIGO i Virgo dojrzewała w ciągu ostatniej dekady. David Reitze z Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego (Caltech), dyrektor Laboratorium LIGO, dodaje:

- Dokonując tej pierwszej wspólnej rejestracji przez detektory LIGO i Virgo zrobiliśmy jeden krok dalej w głąb kosmosu fal grawitacyjnych. Projekt Virgo dostarcza nowych możliwości wykrywania i lepszego lokalizowania źródeł fal grawitacyjnych, które niewątpliwie doprowadzą do ekscytujących i nieoczekiwanych wyników w przyszłości.

To nie koniec

Koordynacja i planowanie obserwacji prowadzonych przez wszystkie trzy detektory są konieczne do osiągnięcia maksymalnej ilości wyników naukowych. W szczególności znaczna poprawa dokładności lokalizacji źródeł fal grawitacyjnych jest wielką nadzieją na przyszłość astronomii wieloaspektowej (multi-messenger astronomy). Jak zapowiadają naukowcy, kolejne wyniki wykorzystujące dane zebrane przez trzy detektory zostaną ogłoszone wkrótce. Ich analiza jest obecnie w ostatniej fazie.

Laboratorium międzynarodowego eksperymentu Virgo znajduje się w okolicach Pizy we Włoszech. W tunelach dwóch prostopadłych ramion o długości ok. 3 km porusza się światło laserowe wielokrotnie odbijając się na ich końcach. Naukowcy będą starali się zarejestrować nawet najmniejsze względne zmiany długości dróg, które przebywa światło w każdym z tuneli. Obserwacja jest możliwa dzięki zjawisku interferencji przy nałożeniu dwóch promieni światła. Obserwacje zaburzeń obrazu interferencyjnego pozwalają wykryć fale grawitacyjne docierające do Ziemi, gdyż fala grawitacyjna inaczej modyfikuje długość każdego z ramion.

Masy czarnych dziurLIGO/VIRGO

Polski wkład

Projekt Virgo to ponad 280 fizyków i inżynierów należących do 20 różnych europejskich grup badawczych. LIGO jest finansowane przez National Science Foundation (NSF) i zarządzane przez Caltech iMIT, które opracowały i zrealizowały projekt.

Polska grupa POLGRAW jest częścią konsorcjum Virgo Collaboration. W jej skład wchodzą naukowcy z Instytutu Matematycznego PAN, Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN, Narodowego Centrum Badań Jądrowych, Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie, a także Uniwersytetów: w Białymstoku, Jagiellońskiego w Krakowie, Mikołaja Kopernika w Toruniu, Warszawskiego, Wrocławskiego i Zielonogórskiego.

- Naszymi zadaniami w ramach prac prowadzonych przez konsorcja Virgo Collaboration i LSC są: analiza danych uzyskanych z detektorów LIGO i Virgo, prowadzenie badań astrofizycznych źródeł fal grawitacyjnych, opracowywanie teoretycznych modeli sygnałów fal grawitacyjnych oraz udział w rozbudowie detektora Advanced Virgo - mówi prof. dr hab. Andrzej Królak z Instytutu Matematycznego PAN oraz Narodowego Centrum Badań Jądrowych, członek zarządu projektu Virgo.

Karol Wójcicki wyjaśnia, jak fale grawitacyjne wpływają na Ziemię:

Karol Wójcicki o tym jak fale grawitacyjne wpływają na Ziemię
Karol Wójcicki o tym jak fale grawitacyjne wpływają na Ziemiętvn24

Autor: //aw / Źródło: projekt Virgo-POLGRAW, NVBJ

Źródło zdjęcia głównego: NASA

Pozostałe wiadomości

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej opublikował długoterminową prognozę eksperymentalną na kolejne miesiące. Czy reszta wiosny okaże się podobna do zaskakująco ciepłych pierwszych dni marca? Co czeka nas na początku lata? Sprawdź przewidywania meteorologów na kwiecień, maj, czerwiec oraz lipiec.

Nadzwyczaj ciepło może być w Polsce do lata. Najnowsza prognoza IMGW

Nadzwyczaj ciepło może być w Polsce do lata. Najnowsza prognoza IMGW

Źródło:
IMGW

Pogoda na dziś. Wtorek, 11.03 zdominuje pochmurna aura z przejaśnieniami i lokalnymi, przelotnymi opadami deszczu. Parasole mogą przydać się na południu, wschodzie i w centrum kraju. Na termometrach zobaczymy do 16 stopni Celsjusza.

Pogoda na dziś - wtorek, 11.03. Miejscami przelotnie popada

Pogoda na dziś - wtorek, 11.03. Miejscami przelotnie popada

Źródło:
tvnmeteo.pl

Najbliższe dni przyniosą spore ochłodzenie. Wraz z zimnym frontem do Polski dotrze fala opadów, która obejmie większość kraju. Pod koniec tygodnia nad ranem chwyci mróz. Temperatura przy gruncie będzie jeszcze niższa, może spaść nawet do -10 stopni Celsjusza.

Drastyczny spadek temperatury. Nad ranem przy gruncie nawet -10 stopni

Drastyczny spadek temperatury. Nad ranem przy gruncie nawet -10 stopni

Źródło:
tvnmeteo.pl

Do 16 wzrosła liczba ofiar tragicznej powodzi w argentyńskim mieście Bahia Blanca. Katastrofę wywołały burze, które w piątek przyniosły nad region ekstremalne opady deszczu. W związku z kataklizmem argentyński rząd wprowadził trzydniową żałobę narodową.

"Patrzenie na to przynosi mi cierpienie i bezsilność"

"Patrzenie na to przynosi mi cierpienie i bezsilność"

Źródło:
La Nacional, Reuters, ENEX

Kilkanaście dni trwała walka z ogromnym pożarem, który wybuchł w pobliżu japońskiego miasta Ofunato. Lokalne władze poinformowały o opanowaniu żywiołu, który ogarnął blisko trzy tysiące hektarów terenu. Według mediów był to największy tego typu kataklizm od dekad.

Ogłoszono koniec ewakuacji. Niektórzy nie będą mieli do czego wracać

Ogłoszono koniec ewakuacji. Niektórzy nie będą mieli do czego wracać

Źródło:
PAP, Kyodo News

Genialny muzyk otworzy Bali Indah w Dolinie Charlotty. Koncert legendarnego multiinstrumentalisty Jeana-Michela Jarre'a uświetni oficjalne otwarcie kompleksu Bali Indah, który powstaje w Dolinie Charlotty.

Jean-Michel Jarre w Dolinie Charlotty

Jean-Michel Jarre w Dolinie Charlotty

Burza o nazwie Jana nadal budzi niepokój wśród mieszkańców południowych regionów Hiszpanii. Żywioł przyniósł obfite opady deszczu, które podniosły poziom wody w rzekach. W wielu miejscowościach obowiązują żółte ostrzeżenia. Według prognoz ulewy mogą utrzymywać się przez kilka dni.

Rzeki występują z brzegów. W prognozach kolejne opady

Rzeki występują z brzegów. W prognozach kolejne opady

Źródło:
AEMET, ENEX, MalagaHoy, 20Minutos, Eltiempo.es

Blisko tysiąc osób ewakuowano w poniedziałek z powodu erupcji "wulkanu ognia" w Gwatemali. Od niedzieli Volcan de Fuego wyrzuca z siebie gęsty dym wraz ze skałami i lawą. W otaczających go miejscowościach wprowadzono dodatkowe środki ostrożności.

Erupcja "wulkanu ognia". Ewakuacja blisko tysiąca osób

Erupcja "wulkanu ognia". Ewakuacja blisko tysiąca osób

Źródło:
AP, TicoTimes

We wtorek mieliśmy kolejną szansę na zobaczenie na niebie spirali ze światła związanej z deorbitacją Falcona 9. Jak poinformował Karol Wójcicki, autor bloga "Z głową w gwiazdach", start rakiety znowu przełożono.

"Start Falcona 9 znowu przełożony". Świetlisty wir nie pojawił się nad Polską

"Start Falcona 9 znowu przełożony". Świetlisty wir nie pojawił się nad Polską

Aktualizacja:
Źródło:
Z głową w gwiazdach, tvnmeteo.pl

Wraz z południową cyrkulacją powietrza na południe Europy zaciągnięty zostaje pył saharyjski. W świetle najnowszych prognoz część Polski także może doznać niewielkiego zmętnienia w powietrzu. Synoptyk tvnmeteo.pl Arleta Unton-Pyziołek przekazała, gdzie w poniedziałek może pojawić się saharyjski pył.

Pył saharyjski nad Polską. Gdzie może się dziś pojawić

Pył saharyjski nad Polską. Gdzie może się dziś pojawić

Źródło:
tvnmeteo.pl

Jedną z najbardziej popularnych oznak nadchodzącej wiosny jest powrót bocianów. W Nadleśnictwie Szczecinek udało się dostrzec i sfotografować w ostatnich dniach bociana czarnego. Dla leśniczych z tamtego rejonu to niemałe zaskoczenie, ponieważ ptak powrócił w te strony zaskakująco wcześnie.

Bocian czarny przyleciał do Nadleśnictwa Szczecinek

Bocian czarny przyleciał do Nadleśnictwa Szczecinek

Źródło:
Nadleśnictwo Szczecinek, tvnmeteo.pl

Żmije zygzakowate zaczynają pojawiać się w polskich lasach. Te jadowite gady nie atakują niesprowokowane, jednak czasami dochodzi do przypadków ukąszeń. Jak powinniśmy postąpić, jeśli do niego dojdzie?

Pojawiają się już w polskich lasach. Zachowajcie ostrożność

Pojawiają się już w polskich lasach. Zachowajcie ostrożność

Źródło:
Nadleśnictwo Giżycko, Nadleśnictwo Józefów, tvnmeteo.pl

Po niezwykle ciepłym początku marca czeka nas drastyczne ochłodzenie. Sprawdź, co jeszcze przewiduje prezenter tvnmeteo.pl Tomasz Wasilewski w swojej długoterminowej prognozie pogody na najbliższe 16 dni.

Pogoda na 16 dni: do centrum Europy wkroczy niż. To wszystko zmieni

Pogoda na 16 dni: do centrum Europy wkroczy niż. To wszystko zmieni

Źródło:
tvnmeteo.pl

W nocy z czwartku na piątek na niebie w niektórych regionach świata widoczny będzie Krwawy Księżyc. Taką nazwę nosi pełne zaćmienie Księżyca, podczas którego jego tarcza przybiera czerwoną barwę. Czy będziemy mogli je zobaczyć w Polsce?

Krwawy Księżyc pojawi się na niebie. Czy będzie widoczny w Polsce

Krwawy Księżyc pojawi się na niebie. Czy będzie widoczny w Polsce

Źródło:
ScienceAlert, timeanddate.com, tvnmeteo.pl

W związku z pojawieniem się wiatru halnego w Tatrach zapanowały bardzo niebezpieczne warunki do uprawiania turystyki. Nieczynne są kolejki i wyciągi, miejscami nadal występują oblodzenia, a gdzie indziej - błoto i breja. Ostrzeżenia dla turystów wydane zostały również po słowackiej stronie gór.

Nieczynne kolejki i wyciągi, trudne warunki do wędrówek. W Tatrach wieje halny

Nieczynne kolejki i wyciągi, trudne warunki do wędrówek. W Tatrach wieje halny

Źródło:
PAP

NASA zdecydowała o wyłączeniu kolejnych instrumentów pomiarowych na sondach Voyager. Naukowcy wyjaśnili, że jest to cześć planu oszczędzania energii, tak by jak najbardziej wydłużyć misję. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, sondy będą w stanie działać nawet do 2030 roku.

NASA o pionierskiej misji. "Każdy dzień może być naszym ostatnim"

NASA o pionierskiej misji. "Każdy dzień może być naszym ostatnim"

Źródło:
JPL NASA

Zwłoki humbaka zostały wyrzucone na australijską plażę po przejściu cyklonu Alfred - po raz drugi. Zwierzę zostało pochowane w pobliżu brzegu w październiku zeszłego roku, ale wysokie fale zmyły je z powrotem na plażę. Mieszkańcy obawiają się, że rozkładające się zwłoki będą stanowiły zagrożenie dla surferów i plażowiczów.

Cyklon odsłonił zwłoki humbaka. "Nikt nie mógł tego przewidzieć"

Cyklon odsłonił zwłoki humbaka. "Nikt nie mógł tego przewidzieć"

Źródło:
9news, Surfline

Rezerwat przyrody Śnieżycowy Jar w Wielkopolsce został otwarty dla zwiedzających. Z nadejściem marca wypełnia się on drobnymi kwiatami śnieżycy wiosennej, rzadko spotykanej w tym regionie Polski. Warto wybrać się tam na spacer, szczególnie, że w tym roku rezerwat jest otwarty tylko w trzy weekendy.

"Fenomen na skalę kraju". Mamy tylko kilka weekendów w roku, by go zobaczyć

"Fenomen na skalę kraju". Mamy tylko kilka weekendów w roku, by go zobaczyć

Źródło:
TVN24, Nadleśnictwo Łopuchówko

Lód załamał się pod samochodem terenowym na Alasce. Autem jechało pięć osób, ale jedynie trzem z nich udało się wydostać z wody. Po kilku dniach poszukiwań dwóch mężczyzn uznano za zmarłych.

Wjechali na zamarzniętą rzekę. Dwie osoby zostały uznane za zmarłe

Wjechali na zamarzniętą rzekę. Dwie osoby zostały uznane za zmarłe

Źródło:
Alaska Public Media, Daily Dispatch Alaska

Burza Jana uderzyła w południową część Hiszpanii. W ośmiu regionach obowiązują ostrzeżenia meteorologiczne pierwszego stopnia. Towarzyszący żywiołowi ulewny deszcz doprowadził do powodzi.

Z restauracji ewakuowano sto osób. Burza Jana uderzyła

Z restauracji ewakuowano sto osób. Burza Jana uderzyła

Źródło:
pt.euronews.com

Powodzie, które były następstwem ulewnych opadów deszczu, doprowadziły do ogromnych zniszczeń w argentyńskim mieście Bahia Blanca. Bilans ofiar wzrósł do 15 osób.

"Wszystko jest zniszczone". Rośnie bilans ofiar powodzi

"Wszystko jest zniszczone". Rośnie bilans ofiar powodzi

Aktualizacja:
Źródło:
PAP, AFP

Nadmierna wycinka drzew w amazońskim lesie deszczowym może pogarszać zarówno powodzie, jak i susze. Badacze udowodnili, że rola, jaką pełni puszcza, zmienia się wraz z porami roku. Utrata drzewostanu wpływała na zmianę wzorców pogodowych w regionie, zaostrzając ekstremalne zjawiska pogodowe.

Wylesianie Amazonii zaostrza jednocześnie suszę i powodzie

Wylesianie Amazonii zaostrza jednocześnie suszę i powodzie

Źródło:
AFP, RAISG, AP News

Halo otoczyło minionej nocy Księżyc. Aby to zjawisko pojawiło się na niebie, muszą zostać spełnione określone warunki. Materiał otrzymaliśmy na Kontakt24.

Świetlny pierścień dookoła Srebrnego Globu. Może zwiastować zmianę pogody

Świetlny pierścień dookoła Srebrnego Globu. Może zwiastować zmianę pogody

Źródło:
Kontakt24, tvnmeteo.pl

W sobotę strażacy wzywani byli do 1085 pożarów traw. Dwie osoby zostały ranne. Jak podał rzecznik Komendy Głównej Państwowej Straży Pożarnej Karol Kierzkowski, od początku roku służby wzywane były do gaszenia takich przypadków ponad cztery razy częściej niż w ubiegłym roku. Strażacy apelują o zgłaszanie przypadków podpaleń i zachowanie ostrożności.

Ponad tysiąc pożarów traw, dwie osoby zostały ranne

Ponad tysiąc pożarów traw, dwie osoby zostały ranne

Źródło:
PAP, KGPSP