Mesura de LIGO de les ones gravitacionals en el detector de Livingston (esquerra) i en el detector de Hanford (dreta), comparats amb els valors teòrics.
La primera detecció d'ones gravitacionals fou anunciada l'11 de febrer de 2016, fruit de la col·laboració entre LIGO, VIRGO i GEO600. Les ones gravitacionals són produïdes per la fusió de dos forats negres a uns 410 megaparsecs de la Terra[1][2][3][4][5] (uns 1.300 milions d'anys llum[6]). El senyal va rebre el codi GW150914.[1][2]
Els esdeveniments d'ones gravitacionals es nomenem amb el prefix GW. Els dos següents nombres indiquen l'any de la detecció, els dos següents el mes i els dos últims nombres el dia. Esdeveniments que no s'han pogut confirmar s'anomenen LVT (per LIGO-Virgo trigger).
Detectors de LIGO
Braç nord de l'observatori de LIGO en Hanford
LIGO opera dos observatoris d'ones gravitacionals a la vegada: l'Observatori LIGO Livingston (30°33′46.42″N90°46′27.27″O / 30.5628944, -90.7742417) a Livingston, Louisiana, i l'Observatori LIGO Hanford, al DOE Hanford Site (46°27′18.52″N119°24′27.56″O / 46.4551444, -119.4076556), localitzat prop de Richland, Washington. Aquests llocs estan separats per 3.002 quilòmetres. Les operacions inicial de LIGO, entre 2002 i 2010, no van detectar cap ona gravitacional. Aquest període va estar seguit per un tancament de diversos anys mentre es reemplaçaven els detectors per d'altres millorats, la versió "Advanced LIGO".[10] Al febrer 2015, els dos detectors van entrar en el mode d'enginyeria o preparació.[11] Va ser durant aquest període quan es va detectar el primer esdeveniment, ja que la fase d'operació científica formal no va començar fins al 18 de setembre de 2015.
Fusió de forats negres
De tots els esdeveniments observats fins ara tots menys un han estat la fusió de dos forats negres.
Només una de les deteccions realitzades fins ara (GW170817) ha estat producte de la fusió de dues estrelles de neutrons produint una kilonova.[13][14] Aquest esdeveniment es va observar també en l'espectre electromagnètic confirmant les observacions i inaugurant l'astronomia multimissanger amb ones gravitacionals.[15][16]
↑c²M☉ és aproximadament 1.8×103foe; 1.8×1047J; 1.8×1054erg; 4.3×1046cal; 1.7×1044BTU; 5.0×1040kWh, o 4.3×1037tones de TNT
↑La massa de xip, molt semblant a la mitjana geomètrica de les masses binàries, és el paràmetre binari més rellevant per a l'evolució de la forma d'ona gravitatòria inspirada i, per tant, és la massa que es pot mesurar amb més precisió.
↑El paràmetre de gir inspirador efectiu adimensional és una combinació lineal ponderada en massa dels components dels girs dels forats negres alineats amb l'eix orbital.[19][18] i té valors que van des de -1 a 1 (els extrems corresponen a situacions amb els dos girs del forat negre exactament antialineats i alineats, respectivament, amb el moment angular orbital).[20] És el paràmetre de spin més rellevant per a l'evolució de la forma d'ona gravitatòria inspirada, i es pot mesurar amb més precisió que els dels BHs anteriors a la fusió.[21]
↑Valors de la adimensionalparàmetre de gircJ/GM² per als forats negres van des de zero fins a un màxim d'un. Les propietats macroscòpiques d'un forat negre astrofísic (no carregat) aïllat estan completament determinades per la seva massa i gir. Els valors per a altres objectes poden superar un. El valor més gran conegut per a una estrella de neutrons és ≤ 0,4, i les equacions d'estat utilitzades habitualment limitarien aquest valor a <0,7.[22]
↑A més de la pèrdua de massa a causa de l'emissió de GW que es va produir durant la fusió, es creu que l'esdeveniment va expulsar 0,05±0,02 massa solar de material.[33]
↑Farr, W. M.; Stevenson, S.; Miller, M. C.; Mandel, I. «Distinguishing spin-aligned and isotropic black hole populations with gravitational waves». Nature, 548, 7667, 2017, p. 426–429. DOI: 10.1038/nature23453.
↑ 23,023,123,2The LIGO Scientific Collaboration and The Virgo Collaboration. An improved analysis of GW150914 using a fully spin-precessing waveform model, 3 juny 2016. DOI10.1103/PhysRevX.6.041014.
