Detectoren voor zwaartekrachtgolven begonnen aan volgende waarnemingsronde

26 mei 2023

Deze week is de LIGO-Virgo-KAGRA (LVK)-samenwerking begonnen aan een nieuwe waarnemingsronde met verbeterde instrumenten, nieuwe en nog nauwkeurigere signaalmodellen en meer geavanceerde gegevensanalysemethoden.

De LVK-samenwerking bestaat uit wetenschappers van over de hele wereld die een netwerk van observatoria gebruiken – LIGO in de Verenigde Staten, Virgo in Europa en KAGRA in Japan – om te zoeken naar zwaartekrachtgolven, of rimpelingen in de ruimtetijd, die ontstaan door botsende zwarte gaten en andere extreme kosmische gebeurtenissen. Deze waarnemingsreeks, bekend als O4, belooft de gravitatiegolfastronomie naar een hoger niveau te tillen.

O4 begon op 24 mei en zal 20 maanden duren, inclusief twee maanden inbedrijfstellingspauzes. Het wordt de meest gevoelige zoektocht ooit naar zwaartekrachtgolven. LIGO hervat zijn activiteiten op 24 mei, terwijl Virgo later in het jaar meedoet. KAGRA zal vanaf 24 mei een maand in bedrijf zijn en na enkele upgrades later in het jaar weer meedoen.

“Dankzij het werk van meer dan duizend mensen over de hele wereld in de afgelopen jaren, krijgen we onze diepste blik op het zwaartekrachtgolfuniversum tot nu toe,” zei Jess McIver, de plaatsvervangende woordvoerder van de LIGO Scientific Collaboration (LSC). “Een groter bereik betekent dat we meer te weten zullen komen over zwarte gaten en neutronensterren en vergroot de kans dat we iets nieuws vinden. We zijn erg enthousiast om te zien wat er allemaal te vinden is.”

De Virgo-detector zal zijn activiteiten voortzetten om zijn gevoeligheid te vergroten voordat hij zich later dit jaar bij O4 aansluit. “De afgelopen maanden hebben we verschillende ruisbronnen geĆÆdentificeerd en hebben we goede vooruitgang geboekt op het gebied van gevoeligheid, maar het is nog niet op het ontwerpdoel”, verklaarde de onlangs gekozen Virgo-woordvoerder Gianluca Gemme. “We zijn ervan overtuigd dat het bereiken van de beste gevoeligheid van de detector de beste manier is om zijn ontdekkingspotentieel te maximaliseren.”

KAGRA draait nu met de voor het begin van O4 geplande gevoeligheid. Jun’ichi Yokoyama, de voorzitter van het wetenschappelijk congres van KAGRA, zegt: “KAGRA is de eerste detector van de 2,5e generatie ter wereld die 20 jaar na LIGO van start is gegaan. Wij zullen een maand bij O4 aansluiten en de inbedrijfstelling hervatten om de gevoeligheid verder te verbeteren op weg naar onze eerste detectie”.

Met de grotere gevoeligheid van de detectoren zal O4 een groter deel van het heelal waarnemen dan eerdere waarnemingen. De LIGO-detectoren zullen in O4 ongeveer 30% gevoeliger zijn dan voorheen. Deze verhoogde gevoeligheid zal resulteren in een hogere frequentie van waargenomen zwaartekrachtsgolven, waardoor elke 2 of 3 dagen een fusie wordt gedetecteerd.

Bovendien zal de grotere gevoeligheid het mogelijk maken meer fysische informatie (waaronder unieke astrofysische en kosmologische informatie) uit de gegevens te halen. Deze grotere signaalgetrouwheid zal wetenschappers beter in staat stellen Einsteins algemene relativiteitstheorie te testen en de werkelijke populatie van dode sterren in het lokale heelal af te leiden.

De eerste gravitatiegolfsignalen werden in 2015 gedetecteerd. Twee jaar later detecteerden LIGO en Virgo een fusie van twee neutronensterren, die een explosie veroorzaakte die een kilonova werd genoemd en vervolgens door tientallen telescopen over de hele wereld werd waargenomen. Tot dusver heeft het wereldwijde netwerk meer dan 80 fusies van zwarte gaten, twee waarschijnlijke fusies van neutronensterren en enkele gebeurtenissen die hoogstwaarschijnlijk zwarte gaten met neutronensterren waren, gedetecteerd.

Tijdens O4 verwachten de onderzoekers nog meer energieke kosmische gebeurtenissen waar te nemen en nieuwe inzichten te krijgen in de aard van het heelal. Net als bij eerdere waarnemingen zullen tijdens O4 waarschuwingen over kandidaten voor gravitatiegolven openbaar worden verspreid.

Informatie over het ontvangen en interpreteren van publieke waarschuwingen is hier beschikbaar.

(Bron: nieuwsbericht LVK-samenwerking)