De samenwerkende zwaartekrachtsgolfdetectoren in de wereld, LIGO Virgo en Kagra, hebben 161 nieuwe waarnemingen toegevoegd aan de catalogus van hun wetenschappelijke resultaten.
De waarnemingen stammen uit de periode april 2024 – januari 2025. In die periode was ook de Europese Virgo-detector in Pisa na een lange periode van onderhoud en aanpassingen weer actief. Nikhef is nauw betrokken bij Virgo en neemt deel in de analyses van de metingen door de LVK-collaboratie.
De hele LVK-catalogus van zwaartekrachtsgolven beslaat nu 390 signalen sinds de eerste waarneming in 2015. De nieuwe catalogus is vandaag ingediend bij het tijdschrift Astrophysical Journal.
In de uitbreidende collectie zijn een aantal opmerkelijke gebeurtenissen vastgelegd, en wordt steeds meer statistisch onderzoek van populaties van zwarte gaten mogelijk. LVK neemt momenteel drie tot vier zwaartekrachtsgolven per week waar.
Zwaartekrachtsgolven zijn trillingen van ruimte en tijd, die ontstaan door extreem heftige gebeurtenissen in het universum, zoals botsingen van zwarte gaten. Zwarte gaten vervormen de ruimte zodat er geen licht uit kan ontsnappen. Als twee zwarte gaten botsen, leidt dat tot een abrupte verandering in de ruimtetijd, die zich als een waarneembare golf uitbreidt.
Zwaartekrachtsgolven worden gemeten met laserinterferometers, die afstanden tussen spiegels met extreme precisie kunnen meten. De armen van de twee LIGO-detectoren zijn 4 kilometer lang, die van Virgo 3 kilometer. Zwaartekrachtsgolven geven op die afstanden lengteveranderingen van minder dan de diameter van een waterstofatoom, maar zijn met speciale technieken toch te meten.
In de catalogus zijn diverse interessante waarnemingen te vinden. Daarbij is een event op 15 juni 2024 dat werd gezien door de twee LIGO-detectoren en Virgo. Door combinatie van de metingen kon de bron van de golf aan de hemel met recordprecisie worden aangewezen: een gebied van 6 vierkante graad, ruim vijfmaal de volle maanschijf.
Door de verbeterde lokalisatie kunnen ook betere schattingen worden gemaakt van de uitbreidingssnelheid van het heelal zelf, de zogeheten Hubble-constante. De gevonden waarde komt overeen met andere metingen, maar helpt nog niet om verschillen tussen bestaande metingen op te helderen.
Op 14 januari 2025 werd het luidste zwaartekrachtsgolfsignaal ooit waargenomen: 76,9 keer zo sterk als de achtergrond. Dat signaal werd gebruikt om een voorspelling van Stephen Hawking over de omvang van zwarte gaten te verifiëren.
In oktober en november 2024 werden twee signalen gezien, afkomstig van botsingen tussen extreem snel draaiende zwarte gaten. Het vermoeden is dat die zwarte gaten zelf eerder waren ontstaan bij botsingen van zwarte gaten waarin het nieuwe zwarte gaten zeer snel roteert.
De meeste resultaten zijn al afzonderlijk gepubliceerd, maar samen laten ze zien hoe cruciaal upgrades van de detectoren zijn voor het vergroten van de gevoeligheid, aldus zwaartekrachtgolfdeskundige Chris Van Den Broeck van Nikhef en de Universiteit Utrecht.
