Přehled nejbohatšího pozorování gravitačních signálů v historii
Mezinárodní spolupráce LIGO-Virgo-KAGRA dokončila čtvrtou observační kampaň (označovanou jako O4) globální sítě detektorů gravitačních vln. Tato kampaň, která byla zahájena v květnu 2023, ukončila období koordinovaných pozorování trvající více než dva roky, během nichž byla také zahájena analýza dat.
Během tohoto nejnovějšího pozorování bylo detekováno přibližně 250 nových signálů, což představuje významný podíl (více než dvě třetiny) z přibližně 350 gravitačních signálů, které byly zatím detekovány projekty LIGO, Virgo a KAGRA. Nárůst počtu pozorovaných událostí v každém cyklu je důsledkem postupného zlepšování technologií detektorů a s tím spojeného nárůstu jejich citlivosti.
Tato vylepšení vedla k mnoha novým objevům v posledních letech. Některé z nejvýznamnějších výsledků tohoto posledního pozorovacího cyklu již byly oznámeny a publikovány, což přispělo k dalšímu prohloubení našeho porozumění povaze kompaktních binárních systémů a určitým základním fyzikálním procesům ve vesmíru.
„Dokončení O4 je historickým milníkem: jde o nejdelší pozorovací cyklus, jaký kdy byl proveden globální sítí gravitačních vln,“ řekl Gianluca Gemme, mluvčí spolupráce Virgo a výzkumník na Italském národním institutu pro jadernou fyziku (INFN).
„Virgo sehrál nezastupitelnou roli, přispěl k detekci a charakterizaci mnoha signálů. Úspěch O4 odráží sílu mezinárodní spolupráce a neúnavné úsilí našich týmů posunout hranice tak přesných a náročných měření. Dí looking ahead, chystáme velké upgrady, které významně zvýší citlivost našich detektorů, a tím zajistí nový a ještě větší vědecký dopad.“
Analýza některých nejzajímavějších událostí této nejnovější kampaně již přinesla mimořádně významné výsledky. Například analýza události nazvané GW250114 umožnila vědcům „slyšet“ s bezprecedentní přesností dvě černé díry, jak se slučují v jednu, čímž poskytla pozorovací důkaz pro teorem, který byl navržen Stephenem Hawkingem v roce 1971, podle něhož nemohou celkové plochy černých děr klesat. V tomto případě měly počáteční černé díry celkovou plochu 240 000 čtverečních kilometrů, zatímco konečná plocha byla přibližně 400 000 čtverečních kilometrů: zřejmý nárůst.
Dalším významným výsledkem, který byl již publikován v uplynulých měsících, byla první detekce „druhé generace“ černých děr, GW241011 a GW241110, události, které vykazují neobvyklé charakteristiky z hlediska velikosti a rotační orientace černých děr, což lze vysvětlit hypotézou, že jsou samy výsledkem předchozích sloučení. Jinými slovy, jedná se o systémy vytvořené v extrémně hustých a ‚chaotických‘ kosmických prostředích, jako jsou hvězdné kupy, kde je pravděpodobnější opakované kolize a sloučení černých děr.
Další významná detekce, GW231123, označuje pozorování dosud nejmasivnějšího sloučení černých děr, které skončilo vytvořením černé díry s hmotností více než 225krát vyšší, než je hmotnost našeho Slunce. Tento jev vyzývá naše současné modely hvězdné evoluce a vzniku černých děr. Samozřejmě se očekává, že z analýzy zbývajících stovek událostí shromážděných během posledních dvou let vzejdou další významné výsledky a objev, které budou pečlivě zkoumány a publikovány v nadcházejících měsících v podrobné sbírce: katalogu gravitačních signálů O4.
Interferometry LIGO, Virgo a KAGRA se připravují na novou fázi technologických upgradů a testování v následujících několika letech. Tento upgrade pravděpodobně proběhne ve více fázích, mezi nimiž budou období sběru dat, a nová pozorovací kampaň by měla začít na konci léta nebo na začátku podzimu v roce 2026 a trvat přibližně šest měsíců.
