In augustus, detectoren op twee continenten registreerden zwaartekrachtsgolfsignalen van een paar botsende zwarte gaten. Deze ontdekking, vandaag aangekondigd, is de eerste waarneming van zwaartekrachtsgolven door drie verschillende detectoren, markeert een nieuw tijdperk van meer inzichten en verbeterde lokalisatie van kosmische gebeurtenissen die nu beschikbaar zijn via wereldwijd genetwerkte zwaartekrachtgolfobservatoria.

De botsing werd waargenomen op 14 augustus om 10:30:43 uur Coordinated Universal Time (UTC) met behulp van de twee door de National Science Foundation (NSF) gefinancierde Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO)-detectoren in Livingston, Louisiana, en Hanford, Washington, en de Maagd-detector, gefinancierd door CNRS en INFN en gelegen in de buurt van Pisa, Italië.

De detectie door de LIGO Scientific Collaboration (LSC) en de Virgo-samenwerking is het eerste bevestigde zwaartekrachtgolfsignaal dat is geregistreerd door de Virgo-detector. Een paper over het evenement, een aanvaring aangeduid als GW170814, is geaccepteerd voor publicatie in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven .

"Iets meer dan anderhalf jaar geleden, NSF kondigde aan dat zijn Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory de allereerste detectie van zwaartekrachtsgolven had gemaakt, die het gevolg was van de botsing van twee zwarte gaten in een sterrenstelsel op een miljard lichtjaar afstand, " zei NSF-directeur France Córdova. "Vandaag, we zijn verheugd om de eerste ontdekking aan te kondigen die is gedaan in samenwerking tussen het Virgo-zwaartekrachtgolfobservatorium en de LIGO Scientific Collaboration, de eerste keer dat een zwaartekrachtgolfdetectie werd waargenomen door deze observatoria, duizenden kilometers van elkaar verwijderd. Dit is een spannende mijlpaal in de groeiende internationale wetenschappelijke inspanning om de buitengewone mysteries van ons universum te ontrafelen."

De gedetecteerde zwaartekrachtsgolven - rimpelingen in ruimte en tijd - werden uitgezonden tijdens de laatste momenten van de samensmelting van twee zwarte gaten, een met een massa van ongeveer 31 keer die van onze zon, de andere ongeveer 25 keer de massa van de zon. De gebeurtenis, op ongeveer 1,8 miljard lichtjaar afstand resulteerde in een ronddraaiend zwart gat met ongeveer 53 keer de massa van onze zon - dat betekent dat ongeveer drie zonsmassa's tijdens de samensmelting werden omgezet in zwaartekrachtgolfenergie.

"Dit is nog maar het begin van observaties met het netwerk dat mogelijk is gemaakt door Virgo en LIGO die samenwerken, ", zegt LSC-woordvoerder David Shoemaker van het Massachusetts Institute of Technology (MIT). "Met de volgende waarnemingsrun gepland voor herfst 2018, we kunnen dergelijke detecties wekelijks of zelfs vaker verwachten."

LIGO is overgestapt op een zwaartekrachtgolfdetector van de tweede generatie, bekend als Geavanceerde LIGO, die uit twee identieke interferometers bestaat. Start operaties in september 2015, Advanced LIGO heeft twee waarnemingsruns uitgevoerd. De tweede observatieronde, "O2, " begon 30 november, 2016, en eindigde op 25 augustus, 2017.

De Maagd-detector, nu ook een detector van de tweede generatie, sloot zich aan bij de O2-run op 1 augustus 2017 om 10.00 uur UTC. De realtime detectie op 14 augustus werd geactiveerd met gegevens van alle drie de LIGO- en Virgo-instrumenten.

"Het is geweldig om een ​​eerste zwaartekrachtgolfsignaal te zien in onze gloednieuwe Advanced Virgo-detector, slechts twee weken nadat het officieel begon met het verzamelen van gegevens, " zegt Jo van den Brand van Nikhef en Vrije Universiteit Amsterdam, woordvoerder van de Maagd-samenwerking. "Dat is een geweldige beloning na al het werk dat de afgelopen zes jaar in het Advanced Virgo-project is gedaan om het instrument te upgraden."

Wanneer een gebeurtenis wordt gedetecteerd door een netwerk met drie detectoren, het gebied aan de hemel dat de bron waarschijnlijk bevat, aanzienlijk krimpt, het verbeteren van de nauwkeurigheid van de afstand. Het luchtgebied voor GW170814 heeft een grootte van slechts 60 vierkante graden, meer dan 10 keer kleiner dan de grootte met behulp van gegevens die alleen beschikbaar zijn van de twee LIGO-interferometers.

"Het is belangrijk om een ​​kleiner zoekgebied te kunnen identificeren, omdat veel samensmeltingen van compacte objecten - bijvoorbeeld die waarbij neutronensterren betrokken zijn - naar verwachting naast zwaartekrachtsgolven ook breedband elektromagnetische emissies zullen produceren, " zegt Laura Cadonati van Georgia Tech, plaatsvervangend woordvoerder van de LIGO Wetenschappelijke Samenwerking. "Deze nauwkeurige aanwijsinformatie stelde 25 partnerfaciliteiten in staat om vervolgobservaties uit te voeren op basis van de LIGO-Virgo-detectie, maar er werd geen tegenhanger geïdentificeerd - zoals verwacht voor zwarte gaten."

"Met deze eerste gezamenlijke detectie door de Advanced LIGO- en Virgo-detectoren, we zijn een stap verder gegaan in de zwaartekrachtgolfkosmos, " zegt David H. Reitze van Caltech, uitvoerend directeur van het LIGO-laboratorium. "Maagd brengt een krachtige nieuwe mogelijkheid om bronnen van zwaartekrachtgolven te detecteren en beter te lokaliseren, een die ongetwijfeld zal leiden tot spannende en onverwachte resultaten in de toekomst."