maanantai 5. kesäkuuta 2017

Lisää gravitaatioaalltoja

GW170104 yhdisti noin 32 ja noin 19 auringomassaiset
mustat aukot noin 49 auringonmaissaiseksi mustaksi
aukoksi. Näin ollen järjestelmästä poistui energiaa
noin 2 auringonmassan verran.
Kuva Kuva LIGO / Caltech / MIT / Sonoma State
(Aurore Simonnet).
Gravitaatioaaltoja havaitseva LIGO ja Virgo yhteistyöverkosto ilmoitti havainneensa 4. tammikuuta 2017 kello 10.11.58,5 UTC , kello 12.11.58,6 Suomen aikaa kolmannen kerran tieteellisesti merkitseviä gravitaatioaaltoja[1]. Havainnosta ilmoitettiin kesäkuun 1. päivänä. Havainto sai tunnuksekseen GW170104.

Vuonna 2015 tehtyjen havaintojen jälkeen LIGOn observatorioille tehtiin huoltotöitä, joilla saatiin lisäherkkyyttä havaintolaitteisiin. Huoltojen jälkeen observatoriota otettiin uudelleen käyttää marraskuun 30. päivänä viime vuonna (2016). Reilun kuukauden jälkeen tuli siis seuraava osuma.

Tällä kertaa kyseessä oli 31,2 ja 19,4 auringonmassaisten mustien aukkojen yhteensulautuminen. Sulautumisessa syntyi 48,7 auringonmassainen musta aukko, jonka etäisyys on yli 3 miljardia valovuotta. Aikaisemmat havainnot tehtiin 1,3 ja 1,4 miljardina valovuoden etäisyyksiltä.

Tällä kertaa havainto paitsi, että oli paljon kaukaisemmasta kohteesta, osoittautui myös hieman aikaisemmista poikkeavaksi. Yhteen sulautuneet mustat aukot olivat pyöriviä mutta niiden pyörimisakselit eivät olleet samansuuntaisia (kuten aikaisemmissa tapauksissa) keskenään eivätkä pyörimissuunnat olleet samansuuntaisia kiertoliikkeen kanssa. Aivan yksityiskohtaisia tietoja pyörimisakselien suunnista ja pyörimissuunnista kiertoliikkeeseen nähden ei pystytty vielä havaitsemaan. Tällaisten tietojen esiin saantiin tarvitaan vielä herkempiä laitteita ja useampi kuin kaksi observatoriota.

LIGO on mahdollistanut uuden mustien aukkojen
massaluokan löytymisen, joita ei röntgenhavainnoilla ole
ollut mahdollista löytää.
Kuva LIGO / Caltech / MIT / Sonoma State (Aurore Simonnet).
Kaksois mustia aukkoja voi syntyä kahdella tapaa: ne voivat olla ennen mustiksi aukoiksi päätymistään tavallisia tähtiä, joista kumpikin vuorollaan on tullut musta aukko supernovaräjähdyksen seurauksena.  Tällaisessa tapauksessa mustien pyörimisakselit ja suunnat ovat kutakuinkin yhteneviä.

Toinen tapa on, että mustat aukot ovat joutuneet toistensa läheisyyteen tähtijoukoissa, joiden ytimissä tähtitiheys on hyvin suuri. Riittävän lähekkäin joutuneet mustat aukot ovat siten jääneet toistensa kiertoradoille, joten kiertosuunta ja pyörimisakselien suunnat voivat olla mitä vain. Uusin havainto näyttäisi tukevan tähtijoukkoselitystä kahden mustan aukon muodostumisessa, joskaan se ei kuitenkaan sulje pois kaksoistähtiparin muuttumista toisiaan kiertäviksi mustiksi aukoiksi.

Toinenkin merkittävä sivuhavainto liittyy tämänkertaiseen gravitaatioaaltohavaintoon. Einsteinin suhteellisuusteorian mukaan gravitaatioaalloissa ei esiinny dispersiota (vastaisi valoaaltojen kulkureitin muuttumista esimerkiksi prismassa ja valon hajoamista eri väreiksi kuten sateenkaaressa). Jos gravitaatioaalloissa dispersiota esiintyisi, niin yli 3 miljardin valovuoden etäisyydeltä tulevissa gravitaatioaalloissa dispersio pitäisi kyllä näkyä. Tällaista ei kuitenkaan havainnoista löytynyt.


Huomautukset

[1] Gravitaatioaaltoja on nyt havaittu neljä kertaa: 14.9.2015 kello 9.50.45 UTC, 25.12.2015 kello 3.38.53 UTC, 4.1.2017 kello 10.11.58,5 UTC. Neljäs havainto, tieteellisesti ei-merkitsevä (havainnon luotettavuutta kuvaava sigma-arvo jäi alhaiseksi) 12.10.2015.

Lisää gravitaatioaalloista Avaruusmagasiinissa





Ei kommentteja:

Lähetä kommentti