LIGO (Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория) Национального научного фонда возобновит охоту за гравитационными волнами - рябью в пространстве и времени.
LIGO может исследовать еще больший объем пространства, чем раньше, для определения мощных волновых событий, таких как столкновения черных дыр.
К поиску присоединится Virgo, европейский гравитационно-волновой детектор, расположенный в европейской гравитационной обсерватории (EGO) в Италии, который почти удвоил свою чувствительность с момента своего последнего запуска и также начинает работать с 1 апреля
Если LIGO и Virgo будут наблюдать вместе в течение следующего года, по мнению ученых, несомненно, удастся обнаружить еще много гравитационных волн из тех источников, которые видели до сих пор. Исследователи хотят увидеть новые события, такие как слияние черной дыры и нейтронной звезды.
В 2015 году, после того, как LIGO начал наблюдать впервые в модернизированной программе под названием Advanced LIGO, он сделал первое прямое обнаружение гравитационных волн. Рябь поплыла к Земле от пары сталкивающихся черных дыр, расположенных на расстоянии 1,3 миллиарда световых лет.
С тех пор сеть детекторов LIGO и Virgo обнаружила девять дополнительных слияний черных дыр и одно взрывное столкновение двух нейтронных звезд. Это событие, получившее название GW170817, породило не только гравитационные волны, но и свет, который наблюдался десятками телескопов в космосе и на Земле.
С тремя детекторами, которые теперь работают со значительно улучшенной чувствительностью, глобальная сеть детекторов LIGO-Virgo позволит более точно триангулировать источники гравитационных волн. Это будет важным шагом в поиске мульти-мессенджерной астрономии.
С началом следующего совместного запуска LIGO-Virgo, обсерватории готовы обнаружить еще большее количество слияний черных дыр и других экстремальных событий, таких как дополнительные слияния нейтронной звезды или еще не замеченное слияние черной дыры и нейтронной звезды.
Один из показателей, который команда использует для измерения увеличения чувствительности, это вычисление того, насколько далеко они могут обнаружить слияния нейтронных звезд. В следующем запуске LIGO сможет увидеть эти события в среднем на расстоянии 550 миллионов световых лет.
Ключом к достижению этой чувствительности являются лазеры. Каждая установка LIGO состоит из двух длинных рычагов, которые образуют L-образный интерферометр. Когда гравитационные волны проходят мимо, они растягивают и сжимают само пространство, делая незаметно крошечные изменения расстояния перемещения лазерных лучей и тем самым влияя на то, как они рекомбинируются.
Для этого следующего прогона мощность лазера была удвоена, чтобы более точно измерить эти изменения расстояния, увеличивая чувствительность детекторов к гравитационным волнам. Другие обновления были сделаны для зеркал LIGO в обоих местах, в общей сложности пять из восьми зеркал были заменены на более эффективные версии.
Используя метод под названием «сжатие», первоначально разработанный для детекторов гравитационных волн в Австралийском национальном университете и обычно используемый с 2010 года на детекторе GEO600, исследователи могут сдвигать неопределенность в фотонах вокруг, делая их амплитуды менее определенными, а их фазы или время более определенными. Время фотонов имеет решающее значение для способности LIGO обнаруживать гравитационные волны.
Команда LIGO потратила месяцы на ввод в эксплуатацию всех этих новых систем, убедившись, что все выровнено и работает правильно. Все обновления означают, что LIGO теперь может видеть дальше в космосе, чтобы найти самые экстремальные события в нашей Вселенной.
