I februar 2016 laget forskere ved Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) historie ved å kunngjøre den første noensinne deteksjonen av gravitasjonsbølger (GWs). Disse krusningene i selve stoffet av universet, som er forårsaket av sorte hullsammenslåinger eller hvite dverger som kolliderer, ble først spådd av Einsteins teori om generell relativitet for omtrent et århundre siden.
For omtrent ett år siden ble LIGOs to fasiliteter tatt offline, slik at detektorene kunne gjennomgå en serie maskinvareoppgraderinger. Da disse oppgraderingene nå er ferdige, kunngjorde LIGO nylig at observatoriet vil gå tilbake online 1. april. På det tidspunktet forventer forskerne at den økte følsomheten vil gjøre det mulig å oppdage "nesten daglige" deteksjoner.
Så langt er totalt 11 gravitasjonsbølgebegivenheter blitt påvist i løpet av omtrent tre og et halvt år. Ti av disse var resultatet av sammenslåinger av svart hull mens det gjenværende signalet ble forårsaket av et par nøytronstjerner som kolliderte (en kilonova-hendelse). Ved å studere disse hendelsene og andre som dem, har forskere effektivt tatt fatt på en ny astronomitid.
Og med LIGO-oppgraderingene nå fullført, håper forskere å doble antall hendelser som er blitt oppdaget det kommende året. Sa Gabriela González, professor i fysikk og astronomi ved Louisiana State University som tilbrakte mange år på å jakte på GW:
“Galileo oppfant teleskopet eller brukte teleskopet for første gang for å gjøre astronomi for 400 år siden. Og i dag bygger vi fortsatt bedre teleskoper. Jeg tror dette tiåret har vært begynnelsen på gravitasjonsbølge-astronomi. Så dette vil fortsette å gjøre fremgang, med bedre detektorer, med forskjellige detektorer, med flere detektorer. "
Ligger i Hanfrod, Washington og Livingston, Louisiana, består de to LIGO-detektorene av to betongrør som er skjøtet ved basen (som danner en gigantisk L-form) og strekker seg vinkelrett på hverandre i omtrent 3,2 km (2 mi). Inne i rørledningene brukes to kraftige laserstråler som sprettes av en serie speil for å måle lengden på hver arm med ekstrem presisjon.
Når gravitasjonsbølger passerer gjennom detektorene, forvrenger de rommet og får lengden til å endre seg med de minste avstander (dvs. på det subatomære nivået). I følge Joseph Giaime, leder for LIGO-observatoriet i Livingston, Louisiana, inkluderer de siste oppgraderingene optikk som vil øke laserkraften og redusere "støy" i målingene deres.
For resten av året vil også forskning på gravitasjonsbølger styrkes av det faktum at en tredje detektor (Virgo Interferometer i Italia) også vil foreta observasjoner. Under LIGOs siste observasjonsløp, som varte fra november 2016 til august 2017, var Jomfru bare operativ og i stand til å tilby støtte helt til slutt.
I tillegg forventes Japans KAGRA-observatorium å gå online i løpet av en nær fremtid, noe som gir mulighet for et enda mer robust deteksjonsnettverk. Til slutt gir flere observatorier atskilt med store avstander rundt om i verden ikke bare en større grad av bekreftelse, men hjelper også med å begrense de mulige stedene for GW-kilder.
For neste observasjonskjøring vil GW-astronomer også ha fordelen av et offentlig varslingssystem - som har blitt et fast innslag i moderne astronomi. I utgangspunktet, når LIGO oppdager en GW-hendelse, vil teamet sende ut et varsel slik at observatorier rundt om i verden kan rette teleskopene sine mot kilden - i tilfelle hendelsen produserer observerbare fenomener.
Dette var absolutt tilfelle med kilnova-hendelsen som fant sted i 2017 (også kjent som GW170817). Etter at de to nøytronstjernene som produserte GW-ene kolliderte, resulterte en lys etterglødning som faktisk ble lysere etter hvert. Kollisjonen førte også til frigjøring av super raske materialstråler og dannelse av et svart hull.
I følge Nergis Mavalvala, en gravitasjonsbølgeforsker ved MIT, har observerbare fenomener som er relatert til GW-hendelser vært en sjelden godbit så langt. I tillegg er det alltid sjansen for at det blir oppdaget noe helt uventet som lar forskere forbløffe og forbløffe:
"Vi har bare sett denne håndfulle sorte hull av alle de mulige som er der ute. Det er mange, mange spørsmål vi fremdeles ikke vet hvordan vi skal svare ... Slik skjer oppdagelse. Du slår på et nytt instrument, du peker det ut mot himmelen, og du ser noe som du ikke hadde noen anelse om at eksisterte. ”
Gravitasjonsbølgeforskning er bare en av flere revolusjoner som foregår i astronomi i disse dager. Og omtrent som de andre forskningsfeltene (som eksoplanettstudier og observasjoner av det tidlige universet), er det en fordel å introdusere både forbedrede instrumenter og metoder de kommende årene.
