Pada 11 Februari 2016, para ilmuwan di Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) membuat sejarah ketika mereka mengumumkan deteksi gelombang gravitasi (GW) yang pertama kali. Sejak saat itu, beberapa deteksi telah terjadi dan kolaborasi ilmiah antara observatorium - seperti Advanced LIGO dan Advanced Virgo - memungkinkan tingkat sensitivitas dan pembagian data yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Sebelumnya, tujuh peristiwa seperti itu telah dikonfirmasi, enam di antaranya disebabkan oleh penggabungan lubang hitam biner (BBH) dan satu oleh penggabungan bintang neutron biner. Tetapi pada hari Sabtu, 1 Desember, tim ilmuwan dari LIGO Scientific Collaboration (LSC) dan Virgo Collaboration mempresentasikan hasil baru yang mengindikasikan penemuan empat peristiwa gelombang gravitasi lebih. Ini membuat jumlah total peristiwa GW yang terdeteksi dalam tiga tahun terakhir menjadi sebelas.
Presentasi, berjudul “Properti Populasi Lubang Hitam Biner yang Diperkirakan dari Proses Pengamatan Pertama dan Kedua dari LIGO Lanjutan dan Virgo Lanjutan“, dibuat selama Fisika Gelombang dan Astronomi Gelombang Gravitasi 2018 (GWPAW) - yang berlangsung dari 1 Desember hingga Desember 4 di Universitas Maryland.
Dipandu oleh Joint Space-Science Institute (JSI), kemitraan antara Universitas Maryland dan Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA, acara tahunan ini menyatukan para ilmuwan dan peneliti dari seluruh dunia untuk membahas masalah saat ini dan masa depan terkait dengan deteksi dan mempelajari gelombang gravitasi.
Dalam perjalanan presentasi, Michael Pürrer - seorang ilmuwan senior di divisi Relativitas Astrofisika dan Kosmologis di AEI Potsdam - mempresentasikan hasil katalog pertama di GWPAW pada hari Sabtu atas nama LIGO Scientific Collaboration dan Virgo Collaboration. Ini termasuk tujuh peristiwa yang sebelumnya terdeteksi dan empat deteksi terbaru. Seperti yang dia nyatakan selama presentasi:
“Dalam katalog ini kami menyajikan analisis menyeluruh dari semua 11 deteksi gelombang gravitasi yang ditemukan di O1 dan O2. Kami mengandalkan model-model canggih dari gelombang gravitasi yang dipancarkan dari peristiwa-peristiwa dahsyat ini untuk menyimpulkan massa, putaran, dan deformabilitas pasang surut biner. Saya sangat bangga telah menjadi bagian dari upaya luar biasa ini oleh Kolaborasi Ilmiah LIGO dan Kolaborasi Virgo. ”
Peristiwa baru, yang semuanya merupakan hasil merger BBH, ditunjuk GW170729, GW170809, GW170818 dan GW170823 berdasarkan tanggal di mana mereka terdeteksi. Keempatnya terdeteksi selama LIGO dan VIRGO kolaborasi mengamati berjalan kedua (O2), yang berlangsung dari 30 November 2016 hingga 25 Agustus 2017.
Alessandra Buonanno, direktur divisi Relativitas Astrofisika dan Kosmologis di AEI-Potsdam dan profesor College Park di University of Maryland, adalah kontributor utama penemuan ini. Seperti yang dia tunjukkan dalam siaran pers AEI baru-baru ini:
“Model bentuk gelombang canggih, pemrosesan data canggih, dan kalibrasi instrumen yang lebih baik, memungkinkan kami untuk menyimpulkan parameter astrofisika dari peristiwa yang diumumkan sebelumnya dengan lebih akurat. Saya berharap untuk menjalankan pengamatan berikutnya di Musim Semi 2019, di mana kami berharap dapat mendeteksi lebih dari dua merger lubang hitam per bulan dari data yang dikumpulkan! "
Menurut hasil tim, BBH yang diamati mencakup berbagai massa komponen, mulai dari 7,6 hingga 50,6 massa matahari. Tim mereka juga menemukan bahwa dalam dua BBH (GW151226 dan GW170729), sangat mungkin bahwa setidaknya salah satu lubang hitam berputar. Tetapi yang paling penting dari semua, deteksi baru menetapkan dua catatan baru dalam studi GW.
Misalnya, peristiwa yang dikenal sebagai GW170818 terletak di langit dengan akurasi di belahan bumi utara oleh LIGO dan Virgo observatory. Bahkan, itu diidentifikasi dengan presisi 39 derajat persegi (195 kali ukuran bulan purnama), menjadikannya BBH terlokalisasi terbaik saat ini.
Selain itu, peristiwa yang dikenal sebagai GW170729 adalah sumber gelombang gravitasi paling masif dan jauh yang diamati hingga saat ini. Selain melibatkan pasangan lubang hitam yang memiliki massa gabungan lebih dari 50 kali Matahari, merger terjadi 5 miliar tahun yang lalu dan melepaskan setara dengan hampir lima massa matahari dalam bentuk radiasi gravitasi.
Ke depan, tim berharap untuk membuat lebih banyak penemuan selama menjalankan pengamatan ketiga (O3) Advanced LIGO dan Virgo, yang direncanakan akan dimulai pada awal 2019. Lari ini akan mendapat manfaat dari peningkatan sensitivitas lebih lanjut untuk LIGO dan Virgo, serta dimasukkannya observatorium Gravitasi Gelombang Kamioka (KAGRA) di Jepang (mungkin menjelang akhir O3).
Seperti yang diungkapkan Karsten Danzmann, direktur Interferometri Laser dan Gravitasi Gelombang Astronomi di AEI-Hannover, mengatakan:
“Saya senang bahwa banyak teknologi detektor canggih yang dikembangkan di detektor GEO600 kami telah membantu membuat O2 berjalan begitu sensitif dan bahwa di O3 teknologi lain yang dirintis di GEO600, cahaya yang diperas, akan digunakan di LIGO dan Virgo.”
Dengan peningkatan ini dan penambahan KAGRA, puluhan acara GW yang dihasilkan dari penggabungan sistem biner diantisipasi di tahun-tahun mendatang. Hasil terbaru ini juga menawarkan validasi lebih lanjut instrumen LIGO dan Virgo, serta efektivitas kolaborasi internasional di belakangnya.
Dan dengan deteksi empat peristiwa GW tambahan, jumlah studi kasus yang dapat diambil para ilmuan telah meningkat hampir 50%. Dengan demikian, mereka akan dapat mempelajari lebih lanjut tentang populasi sistem biner yang menyebabkan peristiwa GW, belum lagi tingkat di mana jenis merger ini terjadi.
Hasil pencarian tim juga disajikan dalam dua makalah yang baru-baru ini muncul online. Makalah pertama, “GWTC-1: Katalog Transient Gelombang-Gravitasi dari Penggabungan Biner yang Diperhatikan oleh LIGO dan Virgo selama Proses Pengamatan Pertama dan Kedua, menyajikan katalog terperinci dari semua deteksi gelombang gravitasi.
Makalah kedua, "Properti Populasi Lubang Hitam Biner Yang Disimpulkan dari Proses Pengamatan Pertama dan Kedua dari LIGO Lanjutan dan Virgo Lanjutan", menjelaskan karakteristik populasi lubang hitam yang bergabung. LIGO didanai oleh National Science Foundation (NSF) dan dioperasikan oleh Caltech dan Massachusetts Institute of Technology (MIT).
