228. míting AAS: Tlačová konferencia o novej detekcii gravitačných vĺn

Program 228. meetingu AAS  bol veľmi pestrý a zahŕňal mnohé oblasti súčasnej astrofyziky: prednášky sa týkajú noviniek v oblasti slnečnej sústavy, centra Galaxie, až po kozmológiu, nevynímajúc aj astronomické prístroje, detektory a optiku. Konferencie v San Diegu som sa zúčastnil vďaka podpore Univerzity v Kolíne nad Rýnom a Astronomického ústavu Akadémie vied Českej Republiky. Výstúpil som s prednáškou o vlastnostiach a pôvode objektov s infračerveným excesom, ktoré sa práve intenzívne pozorujú a študujú v Galaktickom centre, najmä známy objekt G2, ktoré sa v roku 2014 priblížil k supermasívnej čiernej diere na vzdialenosť len približne 150 astronomických jednotiek a tento „prelet“ prežil. V rámci posterovej časti AAS som prezentoval projekt o neutronových hviezdach v centrálnych častiach našej Galaxie, čo je takisto perspektívna téma a otvorený problém, nakoľko sa podarilo v centrálnej časti našej Galaxie detekovať len jeden magnetar, napriek intenzívnym snahám a meraniam pomocou viacerých rádioteleskopov.

Zaujímavým bodom pragramu bola tlačová konferencia LIGO programu na detekciu gravitačných vĺn, ktorá sa konala 15. júna v hoteli Hilton Bayfront. Vystúpili počas nej Gabriela González, David Reitze (LIGO) a Fulvio Ricci (Virgo, Taliansko). Hlavným obsahom správy bola detekcia a potvrdenie novej udalosti GW151226, pri ktorej boli zachytené gravitačné vlny na štatisticky významnej úrovni. Treba podotknúť, že táto udalosť bola o niečo menej výrazná – nie je možné ju zachytiť vo výstupe intereferometrov LIGO priamo „voľným okom“.  Vo všeobecnosti sa používa na zachytenie signálu metóda matched filtering, pri ktorej sa vopred spočítané vzory splynutí dvoch čiernych dier (templates) korelujú s výstupom oboch interferometrov  (v Handord a Livingstone, USA). Spočítaných vzorov splynutí dvoch čiernych dier je niekoľko desaťtisíc pre rôzne hmotnosti a spin čiernych dier. Pre každý template sa spočíta korelácia s výstupom z oboch interferometrov, čo je pomerne zdĺhavý proces. V prípade, ak pomer signálu k šumu je dostatočne veľký a daná udalosť je zachytená oboma interferometrami približne súčasne (až na malý faktor prenosu signálu), môže sa daný gravitačný signál považovať za významný.

V súčasnosti sú len dve potvrdené udalosti gravitačných vĺn: GW150914 a GW151226, kandidátom je aj udalosť 151012, avšak z 85 % sa jedná o inú astrofyzikálnu udalosť. 

Udalosť z Vianoc (26. 12. 2015) mala dostatočný pomer signálu k šumu. Z relativistických modelov a pozorovanej amplitúdy a zmeny frekvencie je zrejmé, že k udalosti došlo 1.4 miliardy svetelných rokov od Zeme.  S veľkou presnosťou je určená aj hmotnosť finálnej čiernej diery, tzv. chirp mass, a v tomto prípade to je 21 hmotností Slnka, teda menej ako v prípade GW150914 – pri ktorej chirp mass bola určená na 62 hmotností Slnka.  S o niečo menšou presnosťou sú určené i hmotnosti jednotlivých čiernych dier na 8 a 14 hmotností Slnka.

Ako informoval na tlačovej konferencii David Reitze z LIGO, v blízkej budúcnosti planújú zvýšiť citlivosť LIGO o 15-25 %, čím sa aj zväčší objem, z ktorého bude možné splynutia čiernych dier zachytiť. Tým by sa miera detekcie mala zvýšiť o približne faktor 2. Viac informácií o udalosti GW151226 nájdete v angličtine na: www.ligo.org.

Potvrdenie dvoch signálov gravitačných vĺn definitívne otvára nové odvetvie astrofyziky – astrofyziku gravitačných vĺn. S pribúdajúcimi detekciami bude možné upresnovať modely vzniku binárnych čiernych dier vo vesmíre a ich hmotnostné rozloženie.

Konferencia AAS sa konala až do 16. 6. 2016, prinesieme viac informácií o celkovom priebehu.

Kontakt a další informace

RNDr. Michal Zajaček
Univerzita v Kolíne nad Rýnom; MPIfR a AsU AV ČR
Email: zajacek@ph1.uni-koeln.de
Web: www.astro.uni-koeln.de/~zajacek

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] LIGO - bližší informace o události GW151226
[2] Gravitační vlny potvrzeny

Převzato: Astronomický ústav AV ČR