Gravitationswellen-Detektor findet doppelte kollidierende schwarze Löcher – Wieder (Woot!)

Verzerrungen im Gefüge von Raum und Zeit, die von Albert Einstein vor einem Jahrhundert vorausgesagt wurden, wurden direkt zum zweiten Mal nachgewiesen.

Rund 1,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde, zwei schwarze Löcher umeinander schraubte und kollidierte, Wellen im Gefüge von Raum und Zeit zu schaffen. Diese Wellen, bekannt als Gravitationswellen, kam auf die Erde im Dezember 2015 und durch Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) erkannt wurden.

Die LIGO Zusammenarbeit angekündigt die Feststellung heute (15. Juni) während einer Pressekonferenz auf dem 228th Treffen der American Astronomical Society (AAS) in San Diego. Die Gravitationswelle Signal – offiziell als GW151226 bekannt – wurde von LIGO am 25. Dezember 2015, um 11:38 Uhr EDT (0338 Uhr GMT am 26. Dez.) erkannt. [Wieder! Gravitationswellen aus 2. Schwarzes Loch Kollision erkannt]

In den USA wurden viele der LIGO Wissenschaftler noch feiert Weihnachten als die Nachricht eintraf, und es "zerstört ein paar Familienessen," sagte Vicky Kalogera, Astrophysiker an der Northwestern University und Mitglied der LIGO-Zusammenarbeit, im Interview mit Space.com.

LIGO machte der erste direkten Nachweis von Gravitationswellen im September 2015, und Team-Mitglieder finden im Februar angekündigt. Dieses erste Gravitationswelle Signal entstand auch durch zwei kollidierende schwarze Löcher.


Verzogene Raum

Kalogera sagte, dass die Masse der schwarzen Löcher Aufschluss darüber, wie sie gebildet. Schwarze Löcher leichter — diejenigen um 10 Mal die Masse der Sonne – sehr wahrscheinlich aus zwei massereiche Sterne, die nahe beieinander, lebte jeder vielleicht Absaugen Material Weg von den anderen in einer Art kannibalistischen Beziehung gebildet. Die schwarzen Löcher, die 1,4 Milliarden Jahren wog über 14,2 und 7,5 Mal kollidierte die Masse der Sonne, nach einem Papier Detaillierung die neue Erkenntnis in der Fachzeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht in dieser Woche. (Die Gravitationswelle Signal erkannt von LIGO im September entstand durch zwei kollidierende schwarze Löcher mit Massen von etwa 29 und 36 Mal, dass die Sonne.) [Funktionsweise von Gravitationswellen (Infografik)]

Das Schicksal der beiden Stars am ehesten folgte eine Muster über das Universum gesehen: schließlich die Stars lief aus Kraftstoff heraus, und ihre internen Motoren nicht mehr brennen. Mit nichts zu halten, aufgeblasen stürzte die Sterne. Nach solch einem Zusammenbruch massereichsten Sterne werden in einer Supernova explodieren, aber in ihrem Kern, die schnelle innere Hektik des Material treibt den Innendruck bis zu dem Punkt, dass es ein schwarzes Loch erzeugt. Die Anziehungskraft des neuen Objekts ist so intensiv, gleichmäßiges Licht nicht entkommen kann.

Die beiden schwarzen Löcher bleiben Partner auch nach dem Tod, langsam spiralförmig umeinander, schließlich kollidieren. Einstein zeigte auch, dass Masse und Energie zwei Seiten derselben Medaille, und während dieses schwarze Loch Fusion, eine Menge der Masse sind "ungefähr äquivalent zur Masse der Sonne Gravitationswellen, laut Aussage vom Massachusetts Institute of Technology, die LIGO in Zusammenarbeit mit dem California Institute of Technology betreibt wurde umgebaut".

Das Signal aus dem neu entdeckten schwarzen Löchern war etwas schwächer als das Signal erkannt im September. Die Ohnmacht des Signals teilweise bestimmt, wie gut der Ort des Geschehens am Himmel LIGO eingrenzen kann – das neue Signal kam von irgendwo in einer Region, die 1.400 Quadratgrad misst (der Vollmond ist etwa einem halben Grad am Himmel). Die September-Signal, das "lauter" war, kam aus einer Region misst 600 Quadratgrad.

Wissenschaftler hoffen, in der Lage sein, um die Lage der zukünftigen Ereignisse mit dem Zusatz von mehr Gravitationswellendetektoren, einschließlich der Jungfrau-Anlage einzugrenzen befindet sich in Italien, das voraussichtlich im Januar online gehen. Die Jungfrau-Kollaboration besteht aus 19 europäischen Forschungsgruppen.

Bewegte Massen erzeugen Wellen von Gravitationsstrahlung, die dehnen und Raumzeit zu quetschen. Finden Sie unter Funktionsweise von Gravitationswellen in dieser Infografik Space.com.
Bildnachweis: Von Karl Tate, Infografik Artist

Ein empfindlicher Detektor

LIGO erste Nachweis von Gravitationswellen bereits im September begab sich sofort nach ein bedeutendes Upgrade der Instrumente, die LIGO allgemeine Empfindlichkeit erhöht. Das Observatorium Erkennung von zwei Doppel-Black-Hole-Kollisionen in den ersten vier Monaten des Betriebs nach die Aktualisierung schlägt vor, dass das Observatorium mehr dieser Ereignisse in der Zukunft zu sehen bekommt, sagte Reitze.

Schwarze Löcher, getreu ihrem Namen nicht ausstrahlen oder reflektieren das Licht. Jedoch in einigen Fällen wird schnell bewegte Materie um ein schwarzes Loch Licht erzeugen und offenbaren das Monster Präsenz Astronomen.

Wie zwei schwarze Löcher umeinander kreisen, in der Nähe Fragen dürfte aber nach außen, wie eine kosmische Salatschleuder geschleudert werden. Nach Ansicht der Wissenschaftler mit der LIGO Zusammenarbeit bedeutet, dass diese Art von schwarzes Loch-Paare (diejenigen, die etwa 10 bis 100 Mal die Masse der Sonne) voraussichtlich nicht sichtbar, Teleskope und Sternwarten, die Licht oder andere Partikel zu sehen sein.

"So weit, Schwerkraft Detektoren sind der einzige Weg, diese Art von Systemen zu sehen", sagte Reitze. "Also das ist ziemlich aufregend. "Ich denke, dass wir ein schwarzes Loch Astrophysik-Fenster geöffnet haben, die bisher nicht geöffnet worden ist."

(Jedoch Kalogera hinzugefügt, dass die Astrophysik Gemeinschaft offen für die Möglichkeit, dass Beobachtungen dieser schwarzes Loch Kollisionen Überraschungen zeigen, wie vielleicht die Entdeckung, dass sie Licht schaffen).

LIGO besteht aus zwei Anlagen, eine in Hanford, Washington, und die andere in Livingston, Louisiana.

Jeder Melder ist eine L-förmige Struktur mit Armen 2,5 Meilen (4 Kilometer) lang. Ein Laserstrahl scheint jeden Arm aus der L-Kern und Spiegel an den Enden reflektiert das Licht zurück. Wenn der Detektor eine Gravitationswelle durchläuft, verzieht es Raumzeit, Verlängerung einen Arm relativ zu den anderen sehr leicht – eine Änderung, die der Detektor abholen kann.

LIGO wurde von Reitze beschrieben und andere LIGO-Wissenschaftler als "das genaueste Messgerät jemals gebaut", und diese Sensibilität im Wesentlichen, dass erfordert es zwei Detektoren – ein Signal muss von beiden Detektoren abgeholt werden, um sicherzustellen, dass es sich nicht um einen falschen Alarm handelt.

Derzeit ist LIGO zusätzliche Upgrades, die es machen wird, so viel wie 20 Prozent mehr empfindlich als es war im Herbst letzten Jahres (wenn die zwei Funde gemacht wurden), Reitze sagte. Die Verbesserungen ermöglicht LIGO suchen Signale in ein Raumvolumen 1,5 bis 2 mal größer als zuvor, nach der Aussage vom MIT.

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