Vo februári 2016 vedci z observatória gravitačných vĺn laserového interferónu (LIGO) urobili históriu oznámením vôbec prvého zistenia gravitačných vĺn (GW). Tieto vlnky v samotnej štruktúre vesmíru, ktoré sú spôsobené fúziami čiernych dier alebo zrážkami bielych trpaslíkov, boli prvýkrát predpovedané Einsteinovou teóriou všeobecnej relativity približne pred storočím.
Asi pred rokom boli dve zariadenia LIGO prepnuté do režimu offline, takže jeho detektory mohli podstúpiť sériu upgradov hardvéru. Po dokončení týchto aktualizácií spoločnosť LIGO nedávno oznámila, že observatórium sa vráti online 1. apríla. Vtedy vedci očakávajú, že zvýšená citlivosť umožní detekciu „takmer denne“.
Doteraz bolo v priebehu približne troch a pol rokov zistených celkom 11 udalostí gravitačnej vlny. Desať z nich bolo výsledkom fúzií čiernych dier, zatiaľ čo zostávajúci signál bol spôsobený zrážkou pár neutrónových hviezd (udalosť kilonova). Štúdiom týchto udalostí a ďalších podobných udalostí sa vedci skutočne pustili do novej éry astronómie.
Vedci dúfajú, že vďaka inováciám LIGO sa zdvojnásobí počet udalostí, ktoré sa zistili v nasledujúcom roku. Gabriela Gonzálezová, profesorka fyziky a astronómie na Louisianskej štátnej univerzite, ktorá roky strávila lovom GW:
„Galileo vynašiel ďalekohľad alebo prvýkrát použil ďalekohľad na astronómiu pred 400 rokmi. A dnes stále budujeme lepšie teleskopy. Myslím si, že toto desaťročie bolo začiatkom astronómie gravitačných vĺn. Takto to bude pokračovať s lepšími detektormi, s rôznymi detektormi as viacerými detektormi. “
Dva detektory LIGO sa nachádzajú v Hanfrode vo Washingtone a v Livingstone v Louisiane a pozostávajú z dvoch betónových rúrok, ktoré sú spojené na základni (vytvárajú obrie tvar L) a predlžujú sa kolmo na seba asi 3,2 km (2 míle). Vo vnútri potrubí sa používajú dva výkonné laserové lúče, ktoré sa odrazia od série zrkadiel, s extrémnou presnosťou na meranie dĺžky každého ramena.
Keď gravitačné vlny prechádzajú detektormi, deformujú priestor a spôsobujú zmenu dĺžky o najmenšiu vzdialenosť (t. J. Na subatomatickej úrovni). Podľa Joseph Giaime, vedúceho Observatória LIGO v Livingstone v Louisiane, medzi posledné vylepšenia patrí optika, ktorá zvýši výkon lasera a zníži „šum“ pri ich meraniach.
Vo zvyšku roka bude výskum gravitačných vĺn podporený aj faktom, že pozorovania bude vykonávať aj tretí detektor (Virgo Interferometer v Taliansku). Počas posledného pozorovacieho obdobia LIGO, ktoré trvalo od novembra 2016 do augusta 2017, bola Panna funkčná a bola schopná ponúknuť podporu až do jej konca.
Okrem toho sa očakáva, že japonské observatórium KAGRA bude v blízkej budúcnosti online, čo umožní ešte robustnejšiu detekčnú sieť. Nakoniec, mať viac observatórií oddelených veľkými vzdialenosťami po celom svete nielen umožňuje väčší stupeň potvrdenia, ale tiež pomáha zúžiť možné polohy zdrojov GW.
Pre nasledujúce pozorovacie obdobie budú mať astronómovia GW výhodu systému verejného varovania, ktorý sa stal bežnou súčasťou modernej astronómie. Keď LIGO v zásade zistí udalosť GW, tím vyšle varovanie, aby observatóriá na celom svete mohli nasmerovať svoje ďalekohľady na zdroj - v prípade, že udalosť vytvorí pozorovateľné javy.
Toto bol určite prípad kilnovskej udalosti, ktorá sa konala v roku 2017 (známa tiež ako GW170817). Po zrážke dvoch neutrónových hviezd, ktoré produkovali GW, došlo k jasnému dosvitu, ktoré sa v priebehu času stalo jasnejšie. Zrážka tiež viedla k uvoľneniu veľmi rýchlych prúdov materiálu a vytvoreniu čiernej diery.
Podľa Nergisa Mavalvala, výskumníka gravitačnej vlny na MIT, pozorovateľné javy, ktoré súvisia s udalosťami GW, boli doteraz zriedkavé. Okrem toho existuje vždy šanca, že sa objaví niečo úplne neočakávané, čo zanechá vedcov bezradných a ohromujúcich:
„Videli sme túto hrsť čiernych dier len zo všetkých tých, ktoré sú tam vonku. Stále existuje veľa otázok, ktoré stále nevieme odpovedať ... Takto sa objavuje objav. Zapnete nový nástroj, ukážete na oblohu a vidíte niečo, o čom ste vôbec netušili. “
Výskum gravitačných vĺn je v súčasnosti len jednou z niekoľkých revolúcií, ktoré sa odohrávajú v astronómii. Rovnako ako v iných oblastiach výskumu (ako sú exoplanetové štúdie a pozorovania raného vesmíru), aj v nadchádzajúcich rokoch bude ťažiť zo zavedenia vylepšených nástrojov a metód.
