Lapszemle a GW150914 kapcsán

Ahogy várható volt a ma hajnalban érkező tegnapi nap folyamán feltöltött, elérhetővé tett preprintek között számos gravitáció hullámokkal foglalkozó akad. A LIGO/VIRGO kollaborációtól én tízet számoltam meg.

1. A vártnál nagyobb tömegű fekete lyuk kettős miatt úgy számolják, hogy a sztochasztikus gravitációs hullám háttér nagyobb lehet, mint eddig várták. Így valószínűleg az egyesített felújított LIGO/VIRGO végső érzékenysége elég lesz a detektáláshoz. (http://arxiv.org/abs/1602.03847)
2. Részletesen bemutatják a LIGO detektor működését, kalibrációját és az így kapott hiba határokat a felfedezett eseményhez kapcsolódóan. (http://arxiv.org/abs/1602.03845)
3. Tárgyalják (és kizárják) a lehetséges zajforrásokat az esemény mérésének idején és megerősítik, hogy ténylegesen asztrofizikai eredetű a detektált jel. (http://arxiv.org/abs/1602.03844)
4. Bemutatják az analízist (hullámforma meghatározást, stb.), ami a felfedezéshez vezetett (http://arxiv.org/abs/1602.03843)
5. Külön cikk foglalkozik az összeolvadó rendszer megismert tulajdonságaival. Például, hogy nagyjából 0.09-es vöröseltolódásnál van.  Látszik, hogy a lokalizáción még lesz mit javítani, egyelőre a déli égbolton egy 590 négyzetfokos területre mutatnak, hogy ott történt a dolog (ehhez az kell, hogy több detektor egymástól jó messze működjön). (http://arxiv.org/abs/1602.03840)
6. Egy rövidebb írásban mutatják be, hogy a felfedezés milyen szignifikancia szinttel történt (http://arxiv.org/abs/1602.03839) (Annak valószínűsége, hogy a jel téves riasztás volt kétszer 10^-7.)
7. Van egy a detektorokat bemutató írás. (http://arxiv.org/abs/1602.03838).
8. Természetesen megtalálható maga az elfogadott cikk a felfedezésről. Ez a Physical Review Letters folyóiratban fog megjelenni. Valószínűleg az egekbe röpítve annak impakt faktorát a jövőben :) (http://arxiv.org/abs/1602.03837) 
9. A kettős fekete lyuk rendszer kialakulásának lehetőségeit is bemutatják egy rövid cikkben (http://arxiv.org/abs/1602.03846)
10. Bemutatják, hogy a felfedezés alapján mekkora kettős fekete lyuk összeolvadási rátát prognosztizálnak. (http://arxiv.org/abs/1602.03842)

Nem lehetett egyszerű ennyi cikk szimultán megjelenését összeboronálni. Na meg a bírálók kiválasztása sem lehetett egy fáklyás menet. Persze bírálónak lenni sem semmi felelősség ilyen horderejű cikkeknél. 

Sajnos a Swift műholddal folytatott kampány, ami a felfedezés után két nappal indult, nem detektált semmit sem röntgen, sem UV, sem optikai tartományban, bár tény hogy nem tudtak az egész égterületet lefedni. Ami nem is csoda, hiszen jó nagy:

A színes kontúrok jelzik a hely meghatározás valószínűségének nagyságát. Égkép az Atlanti-óceán déli részéről nézve, észak felfelé van. Kép forrása: http://losc.ligo.org/events/GW150914/

Mindenesetre kiderült, hogy a Swift képes gyors reagálásra, és kiderült az is, hogy milyen adatokat lenne jó, ha minél hamarabb meg tudnának osztani a LIGO-sok a lehetséges követő műszerekkel. Egy alacsony szignifikancia szintű Fermi detektálásról írnak a cikkben, de ezt nem erősítette meg más gamma-tartományban működő műhold. (És én nem találtam a meg a hivatkozott cikket sem).

Gravitációs hullámok detektálása az Einstein centenárium évében!

Frissítés!

És tényleg, sikerült a detektálás! A pletyka is igaznak bizonyult, már a tesztfázisban mértek jelet (szeptember 14-én) és a két fekete lyuk tényleg 36 és 29 naptömegű. Meglepő, hogy ilyen nagyok. Galaxisuk több mint egy milliárd fényévnyire van. Nagy gratula az összes magyar résztvevőknek (Szeged, Debrecen, Budapest)! Érdekes új időszak kezdődik ezzel a csillagászatban.

-------------------------------------- Eredeti bejegyzésem

Habár a földi gravitációs hullám detektorok sajnos nem érzékenyek a blog szereplőinek, a szupernagy tömegű fekete lyukaknak az összeolvadására, azért mindenképpen írni kell az utóbbi időszak egyik legjobban várt bejelentéséről.

A New Scientist már február nyolcadikán nagyon biztos volt benne, hogy ma bejelentik, hogy végre sikerült a gravitációs hullámokat detektálni a nemrégiben felújított Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory-val (advanced LIGO). Az első pletyka (nem kollaboráció tag tudóstól) már tavaly szeptember folyamán kezdett terjedni, majd idén január elején az illető megismételte az értesülését. Azóta már a konkrét jelről is elkezdtek terjedni az információk: egy 29 és 36 naptömegű fekete lyuk összeolvadásáról lehetett olvasni a Science cikkében.

A New Scientist próbált utánajárni az infoknak és megnézte hogy a European Southern Observatory chilei teleszkópjainál milyen mérések utalhatnak egy esetleges felfedezésre. A gravitációs hullámokat kiváltó eseményhez ugyanis feltételezhető, hogy az elektromágneses jel (kitörés, kifényesedés) is tartozik. Az egyik megfigyelés szeptember 17-én kezdődött az Aranyhal (Dorado) csillagkép irányában, két másik pedig december 28-tól január 14-ig tartott és a Hydra valamint Kos (Aries) felé irányult. Az advanced LIGO műszer (ami az eredeti LIGO nagyjából négyszer jobb érzékenységű, felújított változata) a működését hivatalosan szeptember 18-án kezdte meg, (és ez az első menet január 12-ig tartott), de teszt adatok gyűjtése már ezelőtt is folyt. Lehetséges, hogy olyan szerencséjük volt, hogy az első tesztelési fázisban már sikerült detektálni valamit? Sőt az is lehet, hogy a legelső fázisban már mindjárt három jelet? Reméljük ez még ma kiderül :)

2010-ben már úgy tűnt, hogy sikerült a detektálás, de akkor kiderült, hogy egy direkt tesztelési célzattal beillesztett mesterséges jelet sikerült a résztvevőknek (nagy pontossággal) megtalálniuk és beazonosítaniuk. A pletykák értesülések szerint, most nem erről van szó, hanem valódi jelről. Ma délután kiderül, Washingtonban helyi idő szerint 10:30-kor kezdődik a sajtótájékoztató. (Az MTA is közvetíti az élő adást, ott lesz néhány a projektben résztvevő magyar tudós is).

A LIGO műszer együttes két egyforma detektorból áll, amelyet az MIT és Caltech közösen épített. Egyikük Livingstonban (Lousiana állam),

a másik Hanfordban (Washington állam) található.

Az év folyamán várható, hogy az olaszországi advanced VIRGO műszer is bekapcsolódik a második megfigyelési kampányba. Segítségével lehetséges lesz az észlelt gravitációs hullámokat kibocsátó égitestek helyzetének pontosabb meghatározása. Tervezik továbbá az indiai (IndIGO) és japán (KAGRA) detektorok megépítését, amelyekkel még tovább javítható a pozíció mérés.

(Gravitációs hullámok rövid, bevezető szintű magyarázatához ajánlom a mindig zseniális phdcomics, képregényét és videóját.)