Svarta hål upptäckta av LIGO. LIGO och Virgo har upptäckt en rad olika svarta hål med stjärnmassa. I lågmassans ände, källor som den nyligen tillkännagivna GW170608, och även GW151226, har massor som är jämförbara med de som observerats i röntgenbinarier. Källorna GW150914, GW170104, och GW170814 pekar på en befolkning med högre massa som inte observerades före dessa gravitationella vågdetekteringar. Denna figur visar också LVT151012, en LIGO -kandidathändelse som var för svag för att slutgiltigt kunna hävdas som en upptäckt. Upphovsman:LIGO/Caltech/Sonoma State (Aurore Simonnet)
Forskare som letar efter gravitationsvågor har bekräftat ännu en upptäckt från deras givande observationslöpning tidigare i år. Dubbad GW170608, den senaste upptäckten gjordes genom sammanslagningen av två relativt lätta svarta hål, 7 och 12 gånger solens massa, på ett avstånd av cirka en miljard ljusår från jorden. Fusionen lämnade efter sig ett sista svart hål 18 gånger solens massa, vilket betyder att energi motsvarande cirka 1 solmassa avges som gravitationsvågor under kollisionen.
Den här tillställningen, upptäckt av de två NSF-stödda LIGO-detektorerna klockan 02:01:16 UTC den 8 juni, 2017 (eller 22:01:16 den 7 juni i USA:s östra sommartid), var faktiskt den andra binära svarta hålssammanslagningen som observerades under LIGO:s andra observationskörning sedan den uppgraderades i ett program som heter Advanced LIGO. Men tillkännagivandet försenades på grund av den tid som krävs för att förstå två andra upptäckter:en LIGO-Jungfrun tre-detektorobservation av gravitationella vågor från en annan sammanslagning av binärt svart hål den 14 augusti, och den första upptäckten av en sammanslagning av en binär neutronstjärna i ljus- och gravitationella vågor den 17 augusti.
Ett papper som beskriver den nyligen bekräftade observationen, "GW170608:Observation av en 19-sol-massa binär svart hålskoalescens, "författat av LIGO Scientific Collaboration och Virgo Collaboration har skickats till The Astrofysiska tidskriftsbrev och finns att läsa på arXiv .
En slumpmässig upptäckt
Det faktum att forskare kunde upptäcka GW170608 innebar lite tur.
En månad före denna upptäckt, LIGO pausade sin andra observationskörning för att öppna vakuumsystemen på båda platserna och utföra underhåll. Medan forskare vid LIGO Livingston, i Louisiana, avslutade sitt underhåll och var redo att observera igen efter ungefär två veckor, LIGO Hanford, i Washington, stötte på ytterligare problem som försenade dess återkomst till att observera.
På eftermiddagen den 7 juni (PDT), LIGO Hanford kunde äntligen bo pålitligt online och personalen gjorde de sista förberedelserna för att återigen "lyssna" efter inkommande gravitationella vågor. Som en del av dessa förberedelser, teamet på Hanford gjorde rutinmässiga justeringar för att minska bullernivån i gravitationsvågdata som orsakas av vinkelförflyttning av huvudspeglarna. För att ta bort hur mycket denna vinkelrörelse påverkade data, forskare skakade speglarna mycket lätt vid specifika frekvenser. Några minuter in i detta förfarande, GW170608 passerade genom Hanfords interferometer, nådde Louisiana cirka 7 millisekunder senare.
Jämfört med svart hål och massor av neutronstjärnor. Massorna av stjärnrester mäts på många olika sätt. Denna grafik visar massorna för svarta hål som detekteras genom elektromagnetiska observationer (lila); de svarta hålen mätt med gravitationsvågsobservationer (blå); neutronstjärnor mätt med elektromagnetiska observationer (gul); och massorna av neutronstjärnorna som slogs samman i en händelse som heter GW170817, som detekterades i gravitationella vågor (orange). GW170608 är den lägsta massan av de svarta hålen i LIGO/Virgo som visas i blått. De vertikala linjerna representerar felstaplarna på de uppmätta massorna. Upphovsman:LIGO-Virgo/Frank Elavsky/Northwestern
LIGO Livingston rapporterade snabbt om möjlig upptäckt, men sedan Hanfords detektor arbetades med, dess automatiska detektionssystem var inte inkopplat. Medan proceduren som utfördes påverkade LIGO Hanfords förmåga att automatiskt analysera inkommande data, det hindrade inte LIGO Hanford från att upptäcka gravitationella vågor. Förfarandet påverkade bara ett smalt frekvensområde, så LIGO -forskare, efter att ha fått veta om upptäckten i Louisiana, kunde fortfarande leta efter och hitta vågorna i data efter att ha exkluderat dessa frekvenser. För denna upptäckt, Jungfrun var fortfarande i en idrifttagningsfas; den började ta data den 1 augusti.
Mer att lära om svarta hål
GW170608 är det lättaste binära svarta hålet som LIGO och Virgo har observerat - och det är ett av de första fallen där svarta hål som detekteras genom gravitationella vågor har massor som liknar svarta hål som detekteras indirekt via elektromagnetisk strålning, som röntgenstrålar.
Denna upptäckt gör det möjligt för astronomer att jämföra egenskaperna hos svarta hål som erhållits från gravitationsvågsobservationer med svarta hål med liknande massa som tidigare endast upptäckts med röntgenstudier, och fyller i en saknad länk mellan de två klasserna av svarta hålsobservationer.
Trots deras relativt små storlek, GW170608s svarta hål kommer i hög grad att bidra till det växande området för "multimessenger -astronomi, "där gravitationella vågastronomer och elektromagnetiska astronomer arbetar tillsammans för att lära sig mer om dessa exotiska och mystiska föremål.
Vad kommer härnäst
LIGO- och Virgo -detektorerna är för närvarande offline för ytterligare uppgraderingar för att förbättra känsligheten. Forskare räknar med att lansera en ny observationskörning hösten 2018, även om det kommer att finnas enstaka testkörningar under vilka detektioner kan förekomma.
LIGO- och Virgo -forskare fortsätter att studera data från den slutförda O2 -observationen, söker efter andra evenemang redan "i burken, "och förbereder sig för den större känslighet som förväntas för höstens O3 -observerande körning.
