في فبراير من عام 2016 ، أعلن العلماء في مرصد موجات التداخل بالليزر (LIGO) عن أول اكتشاف على الإطلاق لموجات الجاذبية (GWs). منذ ذلك الحين ، تم اكتشاف العديد من الأحداث ، مما يوفر نظرة ثاقبة لظواهر كونية تم توقعها منذ أكثر من قرن من قبل نظرية آينشتاين للنسبية العامة.
قبل أكثر من عام بقليل ، تم نقل LIGO إلى وضع عدم الاتصال حتى يمكن إجراء ترقيات على أدواته ، الأمر الذي سيسمح بإجراء عمليات الكشف "أسبوعيًا أو بشكل أكثر تكرارًا". بعد الانتهاء من الترقيات في 1 أبريل ، عاد المرصد إلى الإنترنت وأجرى كما هو متوقع ، واكتشف حدثين محتملين لموجة الجاذبية في غضون أسبوعين.
أعلن LIGO عن أول حدثين جديدين لـ GW في 8 أبريل ، أعقبه إعلان ثان في 12 أبريل. تم الكشف عن الإشارات بفضل التعاون ثلاثي المرافق بين LIGO ومرصد العذراء في إيطاليا ، ويعتقد أن كلاهما كان نتيجة لدمج ثقوب سوداء.
بفضل التحسينات التي تم إجراؤها على كل من LIGO و Virgo ، تمكن هذا التعاون العلمي من زيادة حساسية أدواته بنسبة 40٪ تقريبًا. بالنسبة لعملية المراقبة الثالثة (يطلق عليها O3) ، استفاد المجتمع الفلكي أيضًا من نظام تنبيه عام جديد ، حيث يرسل فريق LIGO تنبيهات بمجرد إجراء عمليات الكشف بحيث يمكن للمراصد حول العالم توجيه تلسكوباتهم إلى المصدر.
من خلال مراقبة المصدر بأطوال موجية مختلفة (بصري ، أشعة سينية ، فوق بنفسجي ، راديو ، إلخ) ، يأمل العلماء في معرفة المزيد عن أسباب أحداث GW وعن الديناميكيات وراءها. لهذه الاكتشافات الأخيرة ، لعب فريق من العلماء من جامعة ولاية بنسلفانيا - بقيادة تشاد حنا ، أستاذ مشارك في الفيزياء والفلك والفيزياء الفلكية - دورًا حيويًا.
كما أوضح كودي ميسيك ، وهو طالب دراسات عليا في الفيزياء في ولاية بنسلفانيا وعضو فريق ليجو:
"ولاية بنسلفانيا جزء من فريق صغير من علماء ليجو الذين يقومون بتحليل البيانات في الوقت الفعلي تقريبًا. نحن نقوم دائمًا بمقارنة البيانات بمئات الآلاف من موجات الجاذبية المحتملة المختلفة وتحميل أي مرشحين مهمين إلى قاعدة بيانات في أقرب وقت ممكن. على الرغم من وجود العديد من الفرق المختلفة التي تؤدي تحليلات متشابهة ، إلا أن التحليل الذي أجراه فريق ولاية بنسلفانيا قام بتحميل المرشحين الذين تم الإعلان عنهم لكل من هذين الاكتشافين.
على مدى الأشهر التسعة الماضية ، كان ميسيك مسؤولاً عن ضمان احتواء مرشحي GW المحملين حديثًا على معلومات من جميع أجهزة الكشف التي تعمل في وقت الكشف. وهذا يساعد الفلكيين على توطين الإشارات عن طريق تضييق المساحة المتوقعة من السماء التي من المتوقع أن تأتي الإشارة منها.
تتضمن تنبيهات LIGO العامة أيضًا خريطة سماء تُظهر الموقع المحتمل للمصدر في السماء ، ووقت الحدث ، ونوع الحدث الذي يُعتقد أنه حدث. قال LIGO أيضًا أنه في المستقبل ، ستتبع إعلانات الأحداث المرشحة بمعلومات أكثر تفصيلاً بمجرد أن تتاح لهم فرصة فحصها ودراستها بشكل صحيح.
كما قال ريان ماجي ، وهو طالب دراسات عليا في الفيزياء في ولاية بنسلفانيا وعضو فريق ليجو:
"هذه هي عمليات الكشف في الوقت الحقيقي تقريبًا عن موجات الجاذبية الناتجة عن اثنين من الثقوب السوداء المحتملة. اكتشفنا الإشارة الأولى في غضون 20 ثانية من وصولها إلى الأرض. يمكننا إعداد تنبيهات تلقائية للحصول على مكالمات هاتفية ورسائل نصية عند تحديد مرشح مهم. اعتقدت أنني أتلقى مكالمة هاتفية غير مرغوب فيها في البداية! "
حتى الآن ، استنتج الفلكيون أن أحداث GW يمكن أن تكون نتيجة اندماج الثقب الأسود الثنائي ، أو اندماج بين ثقب أسود ونجم نيوتروني ، أو اندماج ثنائي نيوتروني ثنائي. تنتج كل من هذه الأحداث موجات جاذبية بإشارات مختلفة تمامًا ، مما يسمح لعلماء الفلك بتحديد السبب.
في هذه الحالة ، يُعتقد أن الأحداث هي نتيجة عمليات اندماج ثنائية للثقب الأسود ، والتي سيتم اختبارها بملاحظات المتابعة في الأسابيع والأشهر القادمة. شرح Surabhi Sachdev ، زميل أبحاث Eberly ما بعد الدكتوراه في الفيزياء في جامعة ولاية بنسلفانيا وعضو فريق LIGO ، أهمية هذه الأحداث الأخيرة:
"هذه أول ملاحظة ليجو تم نشرها على الفور بطريقة آلية. هذه هي سياسة LIGO الجديدة بدءاً من عملية المراقبة هذه. يتم نشر الأحداث على الفور بشكل عام. بعد الفحص البشري ، يتم إصدار تأكيد أو سحب في غضون ساعات ".
مع زيادة حساسية أجهزة الكشف الخاصة بهم ، يأمل فريق LIGO ليس فقط في إجراء المزيد من الاكتشافات ، ولكن أيضًا اكتشاف مجموعة أكبر من الإشارات. حتى الآن ، تم الكشف عن الأحداث التي كانت نتيجة عمليات الدمج بين اثنين من الثقوب السوداء أو النجوم النيوترونية. ومن المؤمل أنه في المستقبل القريب ، قد يكتشف الفريق إشارة ناتجة عن اندماج ثقب أسود ونجم نيوتروني.
مهما كان الشكل الذي ستتخذه الأحداث القادمة ، يمكنك توقع أننا سنسمع عنه! يمكن للجمهور تتبع التنبيهات العامة على https://gracedb.ligo.org/latest/ ، أو يمكنك تنزيل تطبيق التنبيه من تطبيق Gravitational Wave Events iPhone.
