Novamente detectada a fusão de 2 buracos negros

Posted on junho 17, 2016

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GWmergerCombo

 

A ilustração deste artista descreve os sistemas binários de buracos negros que se fundem para GW150914 (imagem da esquerda) e GW151226 (imagem à direita). Os pares de buracos negros são apresentados em conjunto nesta ilustração, mas, na verdade, foram detectados em diferentes momentos e em diferentes partes do céu. As imagens foram escalados para mostrar a diferença de massas de buracos negros. No caso GW150914, os buracos negros eram 29 e 36 vezes a do nosso Sol, enquanto em GW151226, os dois buracos negros pesava 14 e 8 massas solares. Crédito da imagem: LIGO / A. Simonnet

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https://www.ligo.caltech.edu/system/media_files/binaries/336/original/press-release.pdf?1466010864

Os dois  detectores LIGO de ondas gravitacionais em Hanford Washington e Livingston Louisiana tem apanhado um segundo sinal robusto de dois buracos negros em suas órbitas finais e, em seguida, sua coalescência em um único buraco negro. Este evento, chamado GW151226, foi visto em 26 de dezembro de 03:38:53 (hora em Universal Coordenado, também conhecido como Greenwich Mean Time), perto do final do primeiro período de observação do LIGO ( “O1″), e foi imediatamente apelidado de ” o evento Boxing Day “.

Como primeira detecção do LIGO, este evento foi identificado em poucos minutos de falecimento do ondas gravitacionais. cuidadosos estudos posteriores dos instrumentos e ambientes em torno dos observatórios mostrou que o sinal visto nos dois detectores era verdadeiramente de buracos negros distantes – cerca de 1,4 bilhões de anos luz de distância, por coincidência mais ou menos na mesma distância que o primeiro sinal já detectado. O evento Boxing Day diferia da primeira observação de ondas gravitacionais do LIGO em alguns aspectos importantes, no entanto.

A onda gravitacional chegou aos dois detectores de quase ao mesmo tempo, indicando que a fonte foi localizado em algum lugar em um anel de céu a meio caminho entre os dois detectores. Sabendo o nosso padrão de sensibilidade do detector, podemos acrescentar que foi um pouco mais provável sobrecarga ou sob os pés, em vez de para o Ocidente ou no Oriente. Com apenas dois detectores, no entanto, não podemos reduzi-lo muito mais do que isso. Isso difere do sinal do LIGO detectado pela primeira vez (GW150914, de 14 de setembro de 2015), que veio do “sudeste”, batendo detector de Louisiana antes de Washington.
Os dois buracos negros se fundem em caso Boxing Day foram menos maciça (14 e 8 vezes a massa do nosso Sol) do que aquelas observadas na primeira detecção GW150914 (36 e 29 vezes a massa do nosso Sol). Enquanto isso fez o sinal mais fraco do que GW150914, quando esses buracos negros mais leves fundidas, o seu sinal deslocado em frequências mais altas trazê-lo em banda sensível do LIGO no início da fusão do que observamos no caso setembro. Isto permitiu-nos observar mais órbitas que os primeiros detecção cerca de 27 órbitas mais de cerca de um segundo (em comparação com apenas dois décimos de segundo de observação na primeira detecção). Combinados, esses dois fatores (pequenas massas e órbitas mais observado) foram as chaves para permitir LIGO para detectar um sinal mais fraco. Eles também nos permitiu fazer comparações mais precisas com a Relatividade Geral. Spoiler: o sinal concorda, mais uma vez, perfeitamente com a teoria de Einstein.
Por último, mas não menos importante, o evento Boxing Day revelou que um dos buracos negros iniciais estava girando como um pião! – E esta é uma primeira vez para LIGO para ser capaz de dizer isso com confiança. Um buraco negro gira sugere que este objeto tem uma história diferente – por exemplo, talvez seja sugado “massa de uma estrela companheira antes ou depois do colapso de uma estrela para formar um buraco negro, ficando girou-se no processo.
Com estas duas detecções confirmadas, juntamente com um terceiro detecção provável feita em outubro de 2015 (também acreditava-se ser causada por um par de fusão de buracos negros – ver o nosso projecto de documento sobre Black Hole Binários em O1 para mais informações), podemos agora começar a estimar a taxa de coalescences de buracos negros no Universo baseados não em teoria, mas em observações reais. Claro que com apenas alguns sinais, a nossa estimativa tem grandes incertezas, mas o nosso melhor agora está em algum lugar entre 9 e 240 binários coalescences buraco negro por Gigaparsec cúbicos por ano, ou cerca de um a cada 10 anos, em um volume de um trilhão de vezes o volume do Via Láctea! Felizmente, nos seus primeiros meses de operação, detectores avançados do LIGO eram sensíveis o suficiente para sondar profundamente o suficiente para o espaço para ver cerca de um evento a cada dois meses.

Nosso próximo intervalo de observação – Observing Run # 2, ou “O2” – vai começar no Outono de 2016. Com a melhoria da sensibilidade, esperamos ver coalescences buracos mais negros, e possivelmente detectar ondas gravitacionais de outras fontes, como o binário de neutrões estrelas fusões. Nós também estamos ansiosos para o detector de Virgem se juntar a nós mais tarde no O2 prazo. Virgo vai ser extremamente útil na procura de fontes no céu, o colapso que o anel para baixo para um patch, mas também nos ajudar a entender as fontes de ondas gravitacionais.

Ligo liberta os seus dados para o público. Esta política de dados abertos permite que outras pessoas para analisar os nossos dados, garantindo assim que as colaborações LIGO e Virgo não perca nada em suas análises, e na esperança de que os outros vão achar eventos ainda mais interessantes. Nossos dados são compartilhados na LIGO Open Science Center. GW151226 tem sua própria página lá.

Nós encorajamos você a passear a página web LIGO Laboratory, onde você vai encontrar gráficos para ajudar você a entender a observação de Boxing Day, links para o comunicado de imprensa, e ponteiros para artigos científicos se você gostaria de cavar ainda mais fundo. Lá você também vai encontrar links para o site a colaboração científica do LIGO, e à nossa colaboração irmã, Virgem, ambas as quais são fundamentais para estes resultados científicos.

Publicado em PRL 116, 241103 (2016).
https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20160615

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