LIGO重力波ハンターが幸運にも最小のブラックホール合体を発見
アラン・ボイル著
解明に数か月を要したが、レーザー干渉計重力波観測所（LIGO）の科学者らは、これまでで最も軽いブラックホールの合体の観測を確認した。
この最新の検出は、アインシュタインの一般相対性理論をさらに裏付けるものであり、物理学者が異なる種類の科学機器からの観測を組み合わせる「マルチメッセンジャー天文学」と呼ばれる手法を改良するのに役立つだろう。
科学者らによると、6月8日に検出された「GW170608」として知られる重力波の急増は、太陽の7倍と12倍の重さを持つ2つのブラックホールの衝突によって引き起こされたという。
この衝突により、太陽の18倍の質量を持つ合体ブラックホールが形成され、太陽質量1個分のエネルギーが重力波のエネルギーに変換されました。この重力波は約10億年にわたって時空構造を伝わり、ワシントン州ハンフォードとルイジアナ州リビングストンにあるLIGO検出器を作動させました。
検出の確認は危うかった。LIGO のリビングストン施設では明確な信号があったが、ハンフォードの装置は定期メンテナンス後の調整中だった。
LIGOの検出器はどちらも、レーザーと鏡のシステムを用いて空間次元の微細な変化を測定することで、時空における極めてわずかな摂動を捉えます。GW170608の信号が到着した当時、ハンフォードの科学者たちは鏡を揺らして、システム内の「ノイズ」の量を調べていました。
リビングストンの観測結果をハンフォードのデータと照合するため、LIGOチームは鏡の振動の影響を受けた周波数を除外する必要がありました。幸いなことに、科学者たちは影響を受けていない周波数において重力波の特徴を依然として確認することができました。
数週間後の8月、LIGOの検出器とイタリアのVirgo重力波観測衛星は、より大きなブラックホールの合体と中性子星の衝突からの信号を捉えました。LIGOはニュースリリースで、これらの発見を理解するのに時間を要したため、6月8日の発見の分析と発表が遅れたと述べています。
「最初の連星中性子星系の検出後、ほぼすべてのデータが破棄されました」と、英国バーミンガム大学のLIGOチームメンバーであるクリストファー・ベリー氏はブログ投稿で説明した。現在、チームは「データの蓄積から抜け出すための道を切り開き始めている」と彼は述べた。
6月のイベントが発生した当時、Virgoは8月1日の運用開始に向けて準備を進めていました。ヨーロッパ観測所はこのイベントに関する有意義なデータを提供することができませんでしたが、Virgoの科学者たちはイベント後の分析に貢献することができました。
LIGOとVirgoの共同研究に携わる数百人の科学者が、今週アストロフィジカル・ジャーナル・レターズ誌への掲載のために提出された6月8日の出来事に関する研究論文の著者として名を連ねている。
LIGOは現在、5つのブラックホール合体と中性子星合体を検出リストに登録しています。今後1年ほど、LIGOとVirgoの検出器はアップグレードのためオフラインになりますが、科学者たちは最近終了した観測データを確認し、既に検出されている可能性のあるイベントがないか確認を続けています。
2018年後半に改良された検出器による観測が再開されれば、「ブラックホール連星の検出は日常的なものとなるだろう」と研究者らは記している。「この集団を研究することで、最終的にはこれらの系の起源と進化に関する多くの疑問に答えることができるだろう」と彼らは述べている。
