Že skoraj 400 detekcij gravitacijskih valov

Pred kratkim so znanstveniki izdali novo, že peto verzijo kataloga detekcij gravitacijskih valov. Mesto v katalogu je našlo kar 161 novih dogodkov, ki so jih instrumenti detektirali med aprilom 2024 in februarjem 2025.

Gravitacijski valovi nastanejo pri pospešenem gibanju masivnih objektov. Še posebej močne valove v prostor-času ustvarjajo zlivanja kompaktnih objektov kot so črne luknje. Gravitacijski valovi se gibljejo po vesolju, pri čemer krčijo in razširjajo tkanino prostor-časa. Če gravitacijski val potuje skozi Zemljo, se planet in vse na njem nekoliko skrči in razširi. Sliši se dramatično, a v resnici gre za majhen učinek; tipična sprememba razdalje je deset tisočkrat manjša od velikosti jedra vodikovega atoma.

Leta 2015 so znanstveniki z dvema detektorjema Ligo v Združenih državah prvič uspešno detektirali gravitacijski val. Nekaj let kasneje je začel obratovati tudi detektor Virgo v Italiji, pred kratkim pa še detektor Kagra na Japonskem. Več detektorjev in nenehne izboljšave so poskrbeli za porast detekcij v zadnjih letih. Najnovejši katalog tako vsebuje že 390 potrjenih detekcij.

Visoka številka je pomembna. Čeprav je med vsemi detekcijami kar nekaj še posebno zanimivih primerov – detekcija zlivanja izjemno masivnih črnih lukenj, zlitje dveh nevtronskih zvezd – pa šele veliko število detektiranih dogodkov omogoča statistično analizo, potrebno za razumevanje razvoja zvezd in črnih lukenj v vesolju.

Ob izidu kataloga so znanstveniki izpostavili nekaj novih zanimivih dogodkov. Nekaterim dogodkom je bilo mogoče zelo natančno izmeriti položaj na nebu, od koder izhajajo. Dobra lokalizacija je pomembna zaradi več razlogov. Če vemo, od kje prihaja gravitacijski val, lahko lažje poiščemo galaksijo, iz katere val izhaja. Lažje iščemo tudi morebitno elektromagnetno sevanje, ki včasih spremlja gravitacijske valove (predvsem takšno sevanje pričakujemo pri trkih nevtronskih zvezd). Pomemben je bil tudi gravitacijski val, ki je v podatkih pustil izredno močan odtis – tako dobri podatki omogočajo še posebej podrobno analizo, med drugim tudi testiranje pravilnosti splošne teorije relativnosti.

Dva dogodka sta znanstvenike obenem presenetila in razveselila. Izkazalo se je namreč, da so opazovali drugo generacijo trkov črnih lukenj. To pomeni, da so črne luknje, ki so bile udeležene pri trku, nastale pri podobnih trkih v preteklosti. Do sedaj je bilo takšno večkratno trkanje in zlivanje črnih lukenj le teorija, a sedaj vemo, da je dejansko mogoče. Gre za enega izmed mehanizmov, prek katerega bi lahko rasle črne luknje.

Naslovna slika: Diagram vseh do sedaj detektiranih zlitij črnih lukenj in nevtronskih zvezd, odkritih prek gravitacijskih valov. Z modro so prikazana zlitja črnih lukenj, z oranžno pa nevtronskih zvezd. Rumena in rdeča prikazujeta nevtronske zvezde in črne luknje, odkrite na druge načine. Avtorstvo: LIGO-Virgo-KAGRA / Aaron Geller / Northwestern