科学者たちは、これまでで最大のものを含む4つのブラックホール衝突をLIGOのリストに追加しました。
アラン・ボイル著
これまでに記録された中で最大のものを含む、さらに4つのブラックホールの合体が、重力波検出器によって生成されたカタログに追加された。
これらの追加は、レーザー干渉計重力波観測衛星（LIGO）と欧州のVirgo検出器を担当するチームによって本日発表されました。恒星質量連星ブラックホールの合体リストはこれで10件となり、さらに中性子星の合体も加わりました。
「4つの追加の連星ブラックホールの合体の放出は、宇宙におけるこれらの連星系の性質をさらに明らかにし、この種のイベントの発生率をより正確に制限します」と、カリフォルニア工科大学の物理学者でLIGO研究所の副所長であるアルバート・ラザリーニ氏はニュースリリースで述べた。
これまで報告されていなかった4つの検出は、LIGOの最初の2回の観測データの再解析中に明らかになった。O3と呼ばれる3回目の観測は来春に開始される予定だ。
「次回の観測では、さらに多くの重力波候補が発見されるはずです。そして、コミュニティが達成できる科学研究もそれに応じて発展していくでしょう」と、LIGO科学コラボレーションの広報担当者であり、MITカブリ天体物理学・宇宙研究所の上級研究科学者であるデビッド・シューメーカー氏は述べた。「今は本当にエキサイティングな時期です。」
LIGOは、長さ2.5マイル（約4キロメートル）のL字型検出器2基で構成されています。1基はワシントン州東部のハンフォード原子力発電所に、もう1基はルイジアナ州リビングストン近郊に設置されています。どちらもレーザービーム、ミラー、光子検出器からなるシステムを用いて、遠く離れた重力擾乱によって時空に生じる相対論的な波紋を検出します。
この検出器は、陽子の幅の千分の一以下の空間歪みを感知できるほど感度が高い。
LIGO による最初の検出は 2016 年初頭に発表されましたが、それ以来、Virgo 検出器の読み取り値が追加されたことで、重力波擾乱とその起源を特定する能力が大幅に向上しました。
1年ちょっと前、LIGOの科学者たちは、これまで知られている中で最も小さなブラックホールの合体を報告しました。本日報告された事象には、これまで知られている中で最も大きなブラックホールの合体も含まれています。
この現象は2017年7月29日に記録され、太陽の約51倍と約34倍の質量を持つブラックホールの衝突を伴いました。90億光年の距離で観測されたこの衝突により、太陽の約80倍というはるかに大きなブラックホールが誕生しました。アルバート・アインシュタインの有名な方程式E=mc²に従って、太陽の約5倍に相当する質量が重力放射に変換されました。
オーストラリア国立大学の物理学者スーザン・スコット氏は、これはこれまで観測されたブラックホールの合体の中で、はるかに遠いものだと述べた。「この合体では、ブラックホールの回転速度はこれまで観測された合体の中で最も速かった」と、彼女はニュースリリースで述べた。
新たに報告された他の3つのブラックホールの合体は、2017年8月に25億光年から60億光年の距離で検出され、太陽の56倍から66倍の質量を持つブラックホールを生み出した。
LIGOとVirgoによる検出は、2つの研究論文で論じられています。1つは「GWTC-1：LIGOとVirgoによる第1回および第2回観測で観測されたコンパクト連星合体の重力波トランジェントカタログ」、もう1つは「Advanced LIGOとAdvanced Virgoの第1回および第2回観測から推定された連星ブラックホールの種族特性」です。研究結果はPhysical Review Xにも掲載される予定です。
