2016 februárjában a Lézer Interferométer Gravitációs Hullámú Megfigyelőközpont (LIGO) tudósai történetet tettek, amikor bejelentették a gravitációs hullámok (GW) első észlelését. Ezeket a hullámokat az egész világegyetem szövetében, amelyeket a fekete lyukak egyesülése vagy az ütköző fehér törpék okoztak, először az Einstein általános relativitáselmélete jósolta körülbelül egy évszázaddel ezelőtt.
Körülbelül egy évvel ezelőtt a LIGO két eszköze offline állapotba került, így detektorai számos hardverfrissítést végeztek. Mivel ezek a frissítések már befejeződtek, a LIGO nemrégiben bejelentette, hogy a megfigyelőközpont április 1-jén visszatér online. Ezen a ponton a tudósok arra számítanak, hogy megnövekedett érzékenysége lehetővé fogja tenni a „szinte napi” kimutatásokat.
Eddig összesen 11 gravitációs hullám eseményt fedeztek fel körülbelül három és fél év alatt. Ezek közül tíz a fekete lyuk egyesülésének eredménye, míg a fennmaradó jelet egy neutroncsillag ütközése okozta (kilonova esemény). Ezeknek az eseményeknek és a másokhoz hasonló eseményeknek a tanulmányozásával a tudósok ténylegesen megkezdték a csillagászat új korszakát.
És a LIGO frissítésének befejezésével a tudósok remélik, hogy megkétszerezik a következő évben észlelt események számát. Mondta Gabriela González, a Louisiana Állami Egyetem fizikai és csillagászati professzora, aki éveket töltött GW-k vadászatán:
„A Galileo feltalálta a távcsövet, vagy először használja a távcsövet csillagászathoz 400 évvel ezelőtt. És ma még mindig jobb távcsöveket építünk. Azt hiszem, ez az évtized volt a gravitációs hullámcsillagászat kezdete. Tehát ez tovább halad a jobb detektorokkal, különböző detektorokkal, több detektorokkal. ”
A washingtoni Hanfrodban és a Louisiana Livingstonban található két LIGO detektor két betoncsőből áll, amelyek az alapnál vannak összekötve (óriási L alakúak), és egymásra merőlegesen húzódnak körülbelül 3,2 km-re. A csővezetéken belül két erőteljes lézernyaláb, amely egy tükrösorozattól lepattan, felhasználja az egyes karok hosszának precíz pontossággal történő mérését.
Amint a gravitációs hullámok áthaladnak a detektorokon, torzítják a teret és a hosszúságot a legkisebb távolságra változtatják (azaz szubatomi szinten). Joseph Giaime, a LIGO megfigyelőközpont vezetője, a Livingston (Louisiana) vezetője szerint a legújabb fejlesztések olyan optikát tartalmaznak, amely növeli a lézerteljesítményt és csökkenti a mérés „zaját”.
Az év hátralévő részében a gravitációs hullámok kutatását is megerősíti az a tény, hogy egy harmadik detektor (az olaszországi Virgo Interferométer) szintén megfigyeléseket fog végezni. A LIGO legutóbbi, 2016. novemberétől 2017. augusztusáig tartó megfigyelési futamánál a Szűz csak működőképes volt, és támogatást tudott nyújtani annak végére.
Ezen felül a japán KAGRA megfigyelőközpont várhatóan online lesz a közeljövőben, lehetővé téve egy még erősebb észlelési hálózat kialakítását. Végül, ha a több csillagvizsgáló nagy távolságokkal választja el a világot, akkor ez nem csak nagyobb mértékű megerősítést tesz lehetővé, hanem segíti a GW források lehetséges helyének szűkítését is.
A következő megfigyelési szakaszban a GW csillagászai egy nyilvános riasztási rendszer előnyeit is élvezhetik - ez a modern csillagászat rendszeres jellemzője. Alapvetõen, amikor a LIGO észlel egy GW eseményt, a csapat riasztást küld, hogy a világ minden részén lévõ obszervatóriumok teleszkópjaikat a forrás felé tudja mutatni - abban az esetben, ha az esemény megfigyelhetõ jelenségeket eredményez.
Ez minden bizonnyal így volt a 2017-ben zajló kilnova eseménynél (más néven GW170817). Miután a GW-ket előállító két neutroncsillag összeütközött, egy fényes utánvilágítás jött létre, amely az idő múlásával világosabbá vált. Az ütközés az anyag szupergyors fúvókáinak kiszabadulásához és egy fekete lyuk kialakulásához vezetett.
Nergis Mavalvala, az MIT gravitációs hullámkutatója szerint a GW eseményekkel kapcsolatos megfigyelhető jelenségek eddig ritka csemege. Ezen felül mindig van esély arra, hogy valami teljesen váratlanul észreveszik a tudósokat zavartan és meghökkentve:
„Csak ezt a maroknyi fekete lyukat láttuk az összes lehetséges közül, amelyek ott vannak. Sok-sok kérdés van, amelyekre még mindig nem tudunk válaszolni ... Így történik a felfedezés. Bekapcsol egy új hangszert, rámutat az ég felé, és lát valamit, amiről még fogalma sincs. ”
A gravitációs hullámkutatás csak egy a sok manapság a csillagászatban zajló forradalomból. És hasonlóan a többi kutatási területhez (mint például az exoplanet tanulmányok és a korai világegyetem megfigyelései), a jövőben is javulni fog mind javított eszközök, mind módszerek bevezetésében.
