Forskare kan upptäcka fler sammanslagningar av svarta hål och neutronstjärnor med planer på ett nytt flaggskeppsobservatorium för gravitationsvågor i Europa som kommer ett steg närmare.

Ett förslag har lämnats in för att inkludera Einstein-teleskopet (ET) i European Strategic Forum for Research Infrastructures (ESFRI) färdplan, vilket skulle möjliggöra observation av hela universum genom gravitationsvågor.

ET är en föreslagen markbaserad gravitationsvågsdetektor som kommer att kunna testa Einsteins allmänna relativitetsteori och realisera precisionsgravitationsvågastronomi.

Professor Stuart Reid, Chef för institutionen för biomedicinsk teknik vid Strathclyde, är utsedd medordförande för Optics för ET. Han är den enda brittiska medlemmen i Instrument Science Board for ET och är ansvarig för spegeltekniken som utgör hjärtat i den föreslagna infrastrukturen.

Detta är baserat på Strathclydes internationellt ledande roll i tillverkningen av laserbeläggningar med extrem prestanda, som genomförs i samarbete med Institute for Gravitational Research vid University of Glasgow och associerade kollegor vid University of the West of Scotland.

Svarta hål

Professor Reid sa:"Framtida gravitationsvågsobservatorier som den föreslagna ET innebär att forskare kan upptäcka fler sammanslagningar av svarta hål och neutronstjärnor, låt oss kartlägga hur universums expansion, och observera helt nya händelser. Den unika triangulära formen kommer att ge mer information från de astrofysiska signalerna, lokalisera källorna bättre på himlen, och kommer att driva vetenskaplig förståelse för hur materia och gravitation beter sig genom att testa Einsteins gravitationsteori i starka gravitationsfält."

Forumet spelar en nyckelroll i beslutsfattandet om forskningsinfrastrukturer i Europa och utformningen av ET har fått stöd av EU-kommissionens bidrag och ett konsortium av cirka 40 forskningsinstitutioner och universitet i hela Europa, som officiellt har lämnat förslaget.

Underjordiska tunnlar

Observatoriet kommer att kräva 30 km underjordiska tunnlar, bildar en triangulär form, och kommer att använda lasrar för att mäta sträckningen och klämningen av rumtiden från massiva och våldsamma astrofysiska händelser.

ET skulle bygga på de vetenskapliga framgångarna från Advanced Virgo i Europa och Advanced LIGO i USA under de senaste fem åren. Det började med den första direkta upptäckten av gravitationsvågor i september 2015 och fortsatte i augusti 2017 när gravitationsvågorna som emitterades av två sammansmältande neutronstjärnor observerades.

Den senaste observationen av Advanced Virgo och Advanced LIGO av sammanslagning av två stjärniga svarta hål för att skapa ett 142 gånger mer massivt än solen, tillkännagav den 2 september 2020, visade förekomsten av sådana tidigare okända objekt i vårt universum.

För att fullt ut utnyttja potentialen, Det behövs en ny generation av observatorier och ET skulle göra det möjligt för forskare att upptäcka eventuell sammansmältning av två mellanstora svarta hål i hela universum och hjälpa till att förstå dess utveckling.

Två platser för ET, som förväntas vara i drift i mitten av 2030-talet, håller på att utvärderas, Euregio Meuse-Rhen, vid Belgiens gräns, Tyskland och Nederländerna, och på Sardinien, Italien, med ett beslut som väntas inom de närmaste fem åren.