Un grup internațional de cercetători a publicat recent un nou catalog al undelor gravaționale descoperite cu ajutorul antenelor gravitaționale LIGO și VIRGO.

In acest catalog au fost adaugate patru noi unde gravitationale emise in fuziunea a doua gauri negre.

Undele gravitationale se propaga prin Univers, reprezentand deformari ale structurii spatio-temporale, ale geometriei Universului, generate de fenomene cosmice care implica miscari accelerate de obiecte cu mase importante, precum gaurile negre. Prevazute de teoria relativitatii generale a lui Einstein, cea care face legatura intre materie si energie pe de o parte si geometria Universului, adica metrica acestuia, au trebuit sa treaca circa 100 de ani pana cand au fost intr-un final masurate.

Masurarea primelor unde gravitationale a avut loc cu cele doua antene americane LIGO la sfarsitul lui 2015; ulterior au fost masurate alte evenimente de acest gen, inclusiv cu ajutorul antenei VIRGO din Italia. Pana relativ recent in acest fel se masurasera unde gravitationale care proveneau de la 10 fuziuni de gauri negre cu mase de zeci de ori cea a Soarelui si un singur eveniment asemanator rezultat din coliziunea  a doua stele de neutroni.

Datele obtinute de LIGO si VIRGO au devenit publice si orice le poate analiza. Practic, datale publice corespund la doua perioade de studii: prima, din septembrie 2015 pana in ianuraie 2016, iar cea de-a doua din noiembrie 2016 pana in august 2017.

Aceste date au fost re-analizate de o echipa de cercetatori care a reusit sa descopere alte patru evenimente: fuziuni de gauri negre a caror semnale nu erau atat de clare precum cele obtinute din analiza datelor efectuata de LIGO si VIRGO.

Noile rezultate au fost obtinute de cercetatori de la Max Plank Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute) impreuna cu colegi din alte institute din diverse tari, si au fost publicate intr-un articol in revista The Astrophysical Journal.

Cercetatorii au analizat datele existente cu metode diverse fata de cele folosite anterior, metode care se bazau pe proprietatile pe care cercetatorii se asteaptau sa le aiba coliziunile gaurilor negre, datorita faptului ca au o idee destul de clara asupra masei acestor gauri negre (cateva zeci de ori cea a Soarelui).

Au reusit, folosind ca punct de plecare cele 10 evenimente generate de sistemelor binarii de gauri negre care au fost masurate, sa optimizeze algoritmul de cautare a undelor gravitationale si sa obtina o metoda cu circa 50-60% mai sensisbila decat pana acum.

Noul algoritm de cautare a gaurilor negre le-a permis cercetatorilor sa descopere alte 4 unde gravitationale care pana la ora actuala ramasesera ascunse in datele obtinute de LIGO si VIRGO. Cele patru unde gravitationale sunt mai putin intense si apartin unor gauri nerge foarte indepartate.

La ora actuala deci exista un nou catalog, care contine 15 unde gravitationale: 14 dintre acestea sunt generate de fuziuni de gauri negre indepartate (situate la 1-2 miliarde ani lumina fata de noi) iau una este rezultatul coliziunii a doua stele de neutroni.

Se pare deci ca in Univers exista un numar foarte mare de gauri negre cu masa de cateva zeci de ori cea a Soarelui; modul in care au luat nastere aceste gauri nerge nu este pe deplin inteles. Exista mai multe ipoteze, printre care cea care vede aceste gauri nerge ca rezultatul final al mortii unor stele  cu masa mult mai mare ca Soarele. O alta ipoteza insa sustine cum ca gaurile negre pe care le-am descoperit ar fi luat nastere imediat dupa Big Bang, ar fi deci gauri nerge primordiale, din fluctuatii de densitate in materia primordiala – in asa-mnumita supa de cuarci si gluoni.

Ramane deci de vazut daca in datele existente se ascund si alte semnale inca nedescoperite si, bineinteles, care vor fi rezultatele urmatoarelor masuratori care, se spera, vor avea loc cat de curand.

 

Articol scris de Cătălina Oana Curceanu, prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro