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Erfolgreiche Suche in öffentlichen Daten
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik
astronews.com
17. März 2020
Forscher in Hannover haben zusammen mit internationalen
Kolleginnen und Kollegen ihren zweiten offenen Gravitationswellenkatalog
veröffentlicht. Mit verbesserten Suchmethoden haben sie in öffentlichen Daten
des ersten und zweiten Beobachtungslaufs von LIGO und Virgo mit empfindlicheren
Methoden nach Signalen gesucht - und sind fündig geworden.
Numerisch-relativistische Simulation der
Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher, wie sie
die "Advanced LIGO"-Detektoren am 14. September
2015 beobachtet haben.
Bild: S. Ossokine, A. Buonanno
(Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik),
Simulating eXtreme Spacetimes Projekt, W. Benger
(Airborne Hydro Mapping GmbH) [Großansicht] |
Neben der Bestätigung der zehn bekannten Verschmelzungen Schwarzer Löcher und
einer Neutronenstern-Verschmelzung identifizierten sie vier vielversprechende
Kandidaten für Verschmelzungen Schwarzer Löcher, darunter ein ganz neues
Ereignis. Erste LIGO/Virgo-Analysen hatten diese übersehen. Dieses Ergebnis
zeigt den Wert von Suchen in öffentlichen LIGO/Virgo-Daten durch
Forschungsgruppen, die unabhängig von den LIGO/Virgo-Kollaborationen sind. Das
Forschungsteam stellt neben der detaillierten Analyse von mehr als einem Dutzend
möglicher Verschmelzungen Schwarzer Löcher auch seinen vollständigen Katalog als
"2nd Open Gravitational-wave Catalogue" (2-OGC) zur Verfügung.
"Wir haben modernste Methoden genutzt", sagt Alexander Nitz, ein
wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Instituts für Gravitationsphysik
(Albert-Einstein-Institut; AEI), der das internationale Forschungsteam leitete.
"Unsere Verbesserungen ermöglichen es uns, schwächere Verschmelzungssignale
Schwarzer Löcher zu entdecken: Die vier weiteren Signale zeigen, dass das
funktioniert!".
Das internationale Forschungsteam analysierte die öffentlich zugänglichen
Gravitationswellendaten, die von den Advanced-LIGO- und Advanced-Virgo-Detektoren
in ihrem ersten (O1: September 2015 - Januar 2016) und zweiten (O2: November
2016 - August 2017) Beobachtungslauf aufgenommen wurden. Diese wurden zuvor von
der LIGO-Scientific und der Virgo-Kollaboration analysiert. Zehn Verschmelzungen
Schwarzer Löcher und eine Neutronenstern-Verschmelzung wurden dabei entdeckt.
Eine weitere unabhängige Analyse hatte zuvor mehrere weitere Verschmelzungen
Schwarzer Löcher entdeckt.
Die von Nitz geleitete Arbeit bestätigt 14 dieser Ereignisse und findet eine
weitere mögliche Verschmelzung Schwarzer Löcher, die bei früheren Analysen
übersehen wurde. Wenn dieses Ereignis echt ist, dann kam GW151205 aus einer weit
entfernten Verschmelzung zweier massereicher Schwarzer Löcher von etwa 70- bzw.
40-mal der Masse unserer Sonne. Zwei Tricks kamen dafür zum Einsatz: eine
verbesserte Klassifikationsmethode potenzieller Gravitationswellensignale und
eine gezielte Suche nach Objekten mit den Eigenschaften verschmelzender
Schwarzer Löcher.
"Wir haben aus den bereits entdeckten Signalen eine Vorstellung davon, welche
Massen verschmelzende Schwarze Löcher typischerweise haben", erklärt Collin
Capano, wissenschaftlicher Mitarbeiter am AEI Hannover und Mitautor der
Publikation. "Wir finden 50 % bis 60 % mehr Verschmelzungen Schwarzer Löcher,
indem wir diese Informationen nutzen, um unsere Suche auf die wahrscheinlichsten
Signalen abzustimmen."
Das Team fand in den LIGO/Virgo-Daten von O1 und O2 keine neuen Kandidaten
für die Verschmelzung von Doppelneutronensternen. Da nur zwei Verschmelzungen
von Neutronensternen anhand ihrer Gravitationswellen identifiziert wurden und
die Population dieser Objekte nicht genau bekannt ist, ist eine gezielte Suche
noch nicht möglich.
Die jetzt veröffentlichten 15 Signale sind nur ein kleiner Teil eines
größeren Online-Katalogs. Das Team veröffentlichte seinen vollständigen
Ereigniskatalog, einschließlich der statistisch weniger eindeutigen Kandidaten
und der detaillierten Ergebnisse ihrer Analyse. "Wir hoffen, dass andere
Forschende mit diesen Daten – die ein besseres Verständnis der Population
verschmelzender Schwarzer Löcher und des Hintergrundrauschens der Detektoren
bereitstellen – in Zukunft empfindlichere Suchen durchführen", sagt Sumit Kumar,
wissenschaftlicher Mitarbeiter am AEI Hannover und Mitautor der Publikation.
Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal
veröffentlicht.
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