A Virgo és LIGO detektorok készek egy új egyéves megfigyelési időszak, az O3 megkezdésére.

A gravitációs hullámok keresése Április 1-én indul, amikor az eddigi legérzékenyebb gravitációhullám-obszervatóriumként az európai Virgo detektor, ami az Európai Gravitációs Obszervatórium területén Olaszországban, valamint a LIGO iker detektorai, melyek Washington és Louisiana államban helyezkednek el, megkezdik az adatok gyűjtését. Az egyéves időszak alatt a LIGO–Virgo kollaboráció folyamatosan gyűjti a tudományos adatokat és a három detektor egy globális obszervatóriumként működik együtt. „Az O2 második megfigyelés időszakhoz viszonyítva a Virgo érzékenysége duplájára nőtt, ami a megfigyelhető Univerzum térfogatának 8-szoros növekedését jelenti”, mondja Alessio Rocchi, az INFN kutatója, a Virgo detektor üzembe helyezésének koordinátora. „A detektorok által gyűjtött adatok minősége döntő tényező a zajba süllyesztett gravitációshullám-jelek észlelése és tulajdonságainak meghatározása szempontjából”, mondta Nicolas Arnaud, a CNRS kutatója, a Virgo detektor karakterizációjának koordinátora. „Jelentős előrelépés történt ez irányba az O2 óta az egész kollaborációnak köszönhetően a mérnököktől az adatelemző kollégák munkájáig.”

Az O3 megfigyelési időszak várhatóan jelentős tudományos eredményekkel szolgál majd és új forrásokból származó újfajta jelek, mint például fekete lyukakból és neutroncsillagokból álló vegyes kettőscsillagok összeütközésének megfigyelése is várható. Az O3 hosszú ideig tartó gravitációshullám-jelek megfigyelését is célozza, amelyeket például olyan neutroncsillagok forgása kelt, melyek a forgástengelyükhöz képest nem szimmetrikusak. Az ilyen jelek észlelése azonban továbbra is nagy kihívást jelent, amelyhez a LIGO és Virgo kollaborációk fel fognak nőni. A fekete lyukak összeolvadásából származó észlelések várhatóan nagyon gyakoriak lesznek, akár hetente egy ilyen jel is előfordulhat. A kutatók több neutroncsillag összeütközés megfigyelésére is számítanak.

„Az általunk kifejlesztett új szoftver képes nyilvános riasztások kiküldésére 5 percen belül”, mondja Sarah Antier, az Université Paris Diderot kutatója, aki a Virgo kollaboráció gyenge jeleket vizsgáló programjáért felelős. „Ez lehetővé teszi az utólagos neutrínó és/vagy elektromágnesen megfigyeléseket a gravitációs hullámok észlelését követően, ami többcsatornás felfedezésekhez vezethet. Az O3 alatt várt számos jel megfigyelésével fontos adatokat kapunk majd a csillagmaradványok populációjára, valamint az egész univerzumra vonatkozóan.

2017 augusztusa óta a LIGO és Virgo fejlesztése és tesztelése zajlott. Elsősorban a Virgo O2-es időszakában használt acélhuzalok teljes cseréje történt meg, amikre a 3 km hosszú interferométer négy fő tükre volt felfüggesztve. A tükrök azóta vékony, olvasztott szilícium-dioxid („üveg”) szálakkal vannak felfüggesztve. Ennek hatására megnövekedett a detektor alacsony- és közepes frekvenciás érzékenysége, aminek jelentős hatása van a kompakt kettősrendszerek összeolvadásának észlelésére. A második jelentős fejlesztés egy erősebb lézerforrás felszerelése volt, ami a magas frekvenciatartományban növeli az érzékenységet. Végül, de nem utolsósorban, a németországi Hannoverben található Albert Einstein Intézettel való együttműködésnek köszönhetően, préselt vákuumállapotokat injektálnak az Advanced Virgo-ba. Ez a technika kihasználja a fény kvantumos jellegét és növeli a magas frekvenciatartományban az érzékenységét.

Image: A képen egy felfüggesztett tükör hátoldala látható. A tükör bevonata visszaveri a Virgo lézerének infravörös fényét, de átlátszó a látható tartományban. Egy kutató éppen kioldja a biztonsági rögzítéseket, melyeket a beszerelés alatt használtak. A 42 kg-os tükör négy vékony, olvasztott szilícium-dioxid („üveg”) szállal van felfüggesztve, melyeket a tükör széléhez rögzítettek.

Kép forrása: EGO/Virgo Együttműködés/Perciballi

📖 Sajtókiadvány