Detektory fal grawitacyjnych wznawiają działanie

Kosmiczne katastrofy zaburzają strukturę czasoprzestrzeni, generując fale grawitacyjne. Choć ich istnienie przewidziano ponad sto lat temu, to dopiero w 2015 r. udało się je wykryć. Astronomowie pozyskali nowy sposób na badanie wszechświata – narodziła się astronomia fal grawitacyjnych.

Gdy w 2020 r. wyłączono amerykańskie bliźniacze detektory LIGO Hanford i LIGO Livingstone, lista zarejestrowanych fal grawitacyjnych zawierała prawie sto pozycji. Zdecydowana większość fal powstała podczas zderzeń czarnych dziur. W 2017 r. wykryto falę grawitacyjną pochodzącą od zderzenia bardzo gęstych gwiazd, zwanych gwiazdami neutronowymi. Temu zdarzeniu towarzyszył rozbłysk zaobserwowany przez kilkadziesiąt tradycyjnych, naziemnych i kosmicznych instrumentów. Detekcje tego typu należą do astronomii wielonośnikowej i są szczególnie cenne – m.in. pozwalają na bezpośrednie wyznaczenie odległości do miejsca zderzenia, co z kolei umożliwia weryfikacje standardowych, o wiele bardziej złożonych, metod pomiaru odległości.

24 maja razem z amerykańskimi detektorami LIGO na krótko uruchomiono ponownie japoński detektor KAGRA (czekają go dalsze poprawki). Europejski detektor Virgo w Pizie we Włoszech zostanie włączony po wakacjach. Wszystkie trzy urządzenia – LIGO, Virgo i KAGRA – to interferometry. Mierzą drobne zaburzenia czasoprzestrzeni za pomocą promienia lasera, który odbija się pomiędzy dwoma lustrami. Precyzja pomiaru sięga drobnych części rozmiaru protonu! Konstruktorzy, wprowadzając najnowsze usprawnienia, musieli zmierzyć się z niepożądanymi efektami kwantowymi.

Udoskonalone urządzenia umożliwią przetestowanie teorii grawitacji Einsteina z niespotykaną wcześniej precyzją. Astrofizycy przypuszczają, iż wykryte zostaną fale grawitacyjne, których źródłami są supernowe, czyli gwiazdy kończące swoje życie w spektakularnym wybuchu. Innym hipotetycznym źródłem są pulsary – wirujące z wielką prędkością gwiazdy neutronowe. Niewielkie nierówności powierzchni takich gwiazd mogą generować fale grawitacyjne w sposób ciągły. ©