De Ligo-detectoren hebben voor de tweede keer zwaartekrachtsgolven gemeten. De golven kwamen ditmaal van iets minder zware samensmeltende zwarte gaten, waardoor het signaal langer aanhield dan bij de beroemde eerste meting.
De zwaartekrachtsgolfmeting van 14 september 2015 heeft een broertje gekregen. Een kerstkindje: wetenschappers hebben achterhaald dat in de nacht van 25 op 26 december 2015 een tweede set zwaartekrachtsgolven de Ligo-detectoren in de VS is gepasseerd. De vondst is vandaag door de Ligo-collaboratie in een persbericht naar buiten gebracht. Het resultaat wordt deze week gepubliceerd in vakblad Physical Review Letters.
Zwaartekrachtsgolven zijn rimpelingen van de ruimtetijd die ontstaan wanneer extreem zware objecten, zoals zwarte gaten en neutronensterren, op elkaar botsen. Het bestaan ervan werd een eeuw geleden al door Albert Einstein voorspeld. In september vorig jaar werden de golven voor het eerst gemeten. En als er één schaap over de dam is…
Op basis van het exacte signaal reconstrueerden de wetenschappers hoe de nieuwe zwaartekrachtsgolven zijn ontstaan. De rimpelingen zijn net als bij de septembermeting afkomstig van twee zwarte gaten die in een woeste kosmische dans om elkaar heen draaiden, tot ze uiteindelijk samensmolten. Deze samensmelting vond zo’n 1,4 miljard jaar geleden plaats. Het gemeten signaal toont de laatste 27 omwentelingen van de zwarte gaten voordat ze hun staat van innige verstrengeling bereikten.
Lichtere zwarte gaten
De zwarte gaten waren ditmaal een stuk minder zwaar dan bij de septembermeting: in plaats van 35 en 30, ‘slechts’ 14 en 8 keer de massa van de zon. Na de samensmelting bleef er één ronddraaiend zwart gat over van 21 zonsmassa’s. De resterende massa is via Einsteins beroemde formule E = mc2 omgezet in energie van de zwaartekrachtsgolven.
Doordat de zwarte gaten een veel lagere massa hadden dan bij de eerste meting, duurde het slot van hun kosmische dans langer. Dat had als gevolg dat de Ligo-detectoren gedurende langere tijd een signaal konden meten. De eigenschappen van de twee nieuwe zwarte gaten kunnen daardoor beter in kaart gebracht worden.
Het Amerikaanse Ligo-experiment gebruikt twee detectoren die ongeveer 3000 kilometer uit elkaar staan. De detectoren maten de zwaartekrachtsgolven 1,1 milliseconde na elkaar. Dat tijdsverschil geeft informatie over de positie van de zwarte gaten aan de hemel.
Limburgse mergel
In de nabije toekomst moeten verbeterde detectoren ervoor zorgen dat deze positie nog een stuk nauwkeuriger bepaald kan worden. Het Virgo-experiment in Italië, waaraan het Nederlandse instituut Nikhef een grote bijdrage levert, gaat dit jaar de eerste metingen uitvoeren met de geüpgradede versie Advanced Virgo. Daarnaast zijn er plannen voor een nog gevoeligere detector, die mogelijk in de Limburgse mergel gebouwd zal worden.
De nieuwe zwaartekrachtsgolfmeting is niet zo’n wetenschappelijke mijlpaal als de eerste meting, die een cruciaal onderdeel van Einsteins relativiteitstheorie honderd jaar na dato bevestigde. Toch zijn wetenschappers in hun nopjes vanwege het feit dat ze de ruimtetijdrimpelingen twee keer kort achter elkaar hebben waargenomen.
‘Dankzij deze metingen van twee krachtige events in de vier maanden van onze eerste waarnemingssessie, kunnen we beginnen te voorspellen hoe vaak we zwaartekrachtsgolven in de toekomst gaan tegenkomen’, zegt plaatsvervangend Ligo-directeur Albert Lazzarini in het persbericht. ‘Ligo biedt ons een nieuwe manier om enkele van de duisterste, maar energierijkste gebeurtenissen in het heelal waar te nemen.’
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.
Lees verder
- Hoe zwaartekrachtsgolven ons beeld van het universum op z’n kop zullen zetten
- Zwaartekrachtsgolf ontstaat uit kosmische stoeipartij
- Zwaartekrachtsgolf verlicht voor het eerst fatale dans extreem zware zwarte gaten
- Zwaartekrachtsgolven: The day after
- Waarom iedereen opgewonden moet zijn over de vermoedelijke vondst van zwaartekrachtsgolven
- Vijf vragen over zwaartekrachtsgolven
- Zwaartekrachtsgolven voor beginners