أدى التعاون بين ثلاثة مراصد إلى اكتشاف آخر لموجات الجاذبية

وفي 14 أغسطس، تم اكتشاف حدث آخر أدى إلى خلق موجات الجاذبية، وهذه المرة كان ينتظره ما لا يقل عن ثلاثة مراصد، مما زاد الاكتشاف نفسه بشكل كبير وكذلك دقة موقعه.

حول تشغيل كاشف VIRGO في مقال بمجلة Scientific American بتاريخ فبراير 2017

في 11 فبراير 2016، أعلن العلماء في مرصد LIGO عن أول اكتشاف لموجات الجاذبية. وهذا التطور الذي أكد تنبؤ نظرية النسبية العامة لأينشتاين منذ قرن مضى، وفتح آفاقًا جديدة للبحث أمام علماء الكونيات وعلماء الفيزياء الفلكية. ومنذ ذلك الحين، تم اكتشاف المزيد من هذه الأحداث، والتي هي نتيجة اندماج الثقوب السوداء.

وكان الاكتشاف الأخير في 14 أغسطس 2017 عندما رصدت ثلاثة مراصد - مرصدان LIGO في ولاية لويزيانا وواشنطن، ومرصد VIRGO في إيطاليا - في وقت واحد موجات الجاذبية التي نشأت عند اندماج ثقب أسود. وكانت هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف موجات الجاذبية في وقت واحد من ثلاث منشآت حول العالم، مما يشير إلى افتتاح عصر البحث في شبكة دولية عن هذه الظاهرة الكونية.

وقد تم قبول البحث الذي شاركته المراصد الثلاثة للنشر في مجلة Physical Review Letters. تم رصد هذا الحدث، المعروف باسم GW170814، في الساعة 10:30:43 بتوقيت جرينتش يوم 14 أغسطس 2017.

يقول فرانس كوردوبا، الرئيس التنفيذي لمؤسسة العلوم الوطنية NSF، التي تمول مراصد LIGO: "قبل ما يزيد قليلاً عن عام ونصف، أعلنت NSF أن مرصد LIGO أكد لأول مرة اكتشاف موجات الجاذبية الناتجة عن الاصطدام ثقبين أسودين في مجرة ​​تبعد مليار سنة ضوئية. اليوم، يسعدنا أن نعلن عن أول اكتشاف تم بالشراكة بين LIGO وVIRGO، في مراصد تقع على بعد آلاف الكيلومترات. وهذا معلم مثير في الجهود العلمية الدولية المتزايدة لكشف الأسرار غير العادية لكوننا."

ووفقا للباحثين، فإن الحدث نتج عن اندماج ثقبين أسودين كتلتهما 31 و25 كتلة شمسية على التوالي. ووقع الحدث على بعد حوالي 1.8 مليار سنة ضوئية من الأرض، وأدى إلى تكوين ثقب أسود دوار كتلته حوالي 53 كتلة شمسية. وهذا يعني أنه تم تحويل حوالي ثلاث كتل شمسية إلى طاقة موجات جاذبية أثناء الاندماج، وهو ما تم اكتشافه بعد ذلك بواسطة LIGO وVirgo.

هذه مراصد متقدمة - مراصد LIGO هي الجيل الثاني من أجهزة كشف الجاذبية التي حلت محل أجهزة الكشف التي تم بناؤها وتشغيلها من قبل معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والتي جمعت البيانات دون جدوى بين عامي 2002 و 2010. وفي عام 2015، بدأت المراصد المحدثة في تشغيل وإدارة مسارين للمراقبة. في هذه الأثناء، انضم كاشف VIRGO الأصلي، الذي أجرى ملاحظات بين عامي 2003 وأكتوبر 2011، إلى الشبكة مرة أخرى دون جدوى في فبراير 2017، كما بدأت الهيئتان -الأمريكية والأوروبية- في التعاون والتحليل المشترك للبيانات المكتشفة في جميع أنحاء العالم. الكاشفات، وكما ذكرنا في أغسطس 2017، تم أول كشف متزامن.

رسم توضيحي فني لاثنين من الثقوب السوداء المندمجة التي يُنظر إليها على أنها مصدر موجات الجاذبية. الرسم التوضيحي: بون، ثرو، هيبرت، هنريكسون، بوناندار، تايلور، شيل / SXS

وقال ديفيد شوميكر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: "هذه مجرد بداية لشبكة من الملاحظات حيث يعمل VIRGO و LIGO معًا". "ومع التخطيط للسهم الفرعي التالي في عام 2018، يمكننا أن نتوقع مثل هذه الاكتشافات على أساس أسبوعي أو حتى أكثر تواترا."

ولن يقتصر الأمر على زيادة عدد الأحداث التي يمكن اكتشافها، بل سيكون من الممكن أيضًا تحديدها بدقة أكبر. في الواقع، من المتوقع أن يؤدي الانتقال من شبكة مكونة من كاشفين إلى ثلاثة إلى زيادة فرصة تحديد موقع مصدر GW170814 بمعامل 20.

البروفيسورة لورا كادوناتي من معهد جورجيا للتكنولوجيا وعضو في فريق LSC “هذه الدقة المتزايدة ستسمح لمجتمع الفيزياء الفلكية بأكمله بالكشف عن اكتشافات أكثر إثارة. وتسمح منطقة البحث الأصغر بمتابعة عمليات الرصد باستخدام التلسكوبات والأقمار الصناعية للأحداث الكونية التي تنتج موجات الجاذبية وانبعاثات الضوء، مثل اصطدامات النجوم النيوترونية.

"في نهاية المطاف، فإن إدخال المزيد من أجهزة الكشف في شبكة موجات الجاذبية سيمكن أيضًا من إجراء فحص أكثر تفصيلاً لنظرية النسبية العامة لأينشتاين." يقول البروفيسور كادوناتي.

للمزيد حول موضوع العلم:

• سيحدد كاشف جديد أصل موجات الجاذبية
• إثبات نظرية النسبية العامة لأينشتاين: "اكتشاف موجات الجاذبية يفتح نافذة جديدة على الكون"
• أول دليل على اكتشاف موجات الجاذبية
• أخطاء أينشتاين
• موجات الجاذبية: أهم اكتشاف لعام 2016 بحسب محرري مجلة العلوم
• تم اكتشاف حدث ثالث لموجة الجاذبية؛ يؤكد وجود نوع جديد من الثقوب السوداء