Лазери обсерваторії LIGO дозволять вченим стати свідками потужних космічних катаклізмів
Коливання простору, причиною яких є потужні космічні катаклізми, поширюються, подібно до світла і радіохвилях, по всій Всесвіту. Завдяки новим високочутливим лазерним датчикам обсерваторії LIGO, яка вступить в дію в наступному році, вчені-астрофізики зможуть реєструвати вищезазначені коливання простору-часу, які відомі під назвою гравітаційних хвиль, отримуючи свідоцтва найпотужніших космічних катаклізмів і вивчаючи відбувалися при цьому процеси.
Коли стикаються дві нейтронні зірки (залишки від зірок, загиблих у вибуху наднової) або чорна діра притягує і поглинає нейтронну зірку вивільняється величезна кількість енергії, що розривають саму основу простору. Гравітаційні коливання, що виникають в моменти таких катаклізмів, поширюються по всій Всесвіту, і деякі їх відгомони залишають сліди в потоках світла, які випромінюють далекими зірками і уловлюваних телескопами і іншими астрономічними інструментами. Для того, щоб більше дізнатися про масах об'єктів і енергіях, вивільнених в результаті зіткнень, що вченим вже недостатньо даних, зібраних за допомогою непрямих методів, для цього необхідно безпосереднє вимірювання параметрів гравітаційних хвиль, які несуть більше інформації про катаклізми сталися.
Як вже згадувалося вище, в наступному році вчені збираються запустити один з найбільш високочутливих датчиків гравітаційних хвиль. Ця гравітаційна обсерваторія називається Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) і вона вже перебувала в роботі шість разів у період між 2004 і 2010 роками. Останні п'ять років обсерваторія простояла, не роблячи ніяких спостереження, а в цей час проводилася і проводиться зараз модернізація наукового обладнання обсерваторії.
"Оновлене обладнання обсерваторії дозволить нам реєструвати навіть незначні деталі космічних катаклізмів", - розповідає Девід Реиц (David Reitze), директор і науковий керівник обсерваторії LIGO, - "Самим головним удосконаленням обладнання є збільшення чутливості в ділянці дуже низьких частот, що дозволить вченим не тільки реєструвати сліди високоенергетичних подій, але і виявляти стабільні чорні діри, маса яких в 100-500 разів перевищує масу Сонця і які самі є джерелами гравітаційних хвиль".
Нагадаємо нашим читачам, що докази існування гравітаційних хвиль були отримані тільки нещодавно за допомогою інструменту BICEP2 (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), дані якої дозволили підтвердити факт існування космічної інфляції, розширення Всесвіту, яке розпочалося відразу після Великого Вибуху. Обсерваторія LIGO займається пошуком гравітаційних хвиль у більш високочастотному діапазоні, ніж інструмент BICEP2, в діапазоні від 10 Гц до 10 кГц. Гравітаційні хвилі, виявлені BICEP2, які виникають внаслідок розширення Всесвіту, мають частоту на 20 порядків нижча частоти хвиль, які буде вловлювати обсерваторії LIGO.
Крім сутичок і чорних дір, обладнання обсерваторії LIGO дозволить відстежувати так звані асиметричні пульсари, майже сферичні надщільні обертаються залишки від вибухів наднових. "Асиметрія форми таких пульсарів, якщо вона досить велика, при їх обертанні забезпечить виробництво високочастотних гравітаційних хвиль, частота яких буде залежати від частоти обертання пульсара. А частота, форма і амплітуда цих хвиль можуть розповісти нам дуже багато про будову таких пульсарів і про процеси, що відбуваються в їх обсязі", - пояснив Девід Реиц.