Детектор гравитационных волн Virgo

Европейский гравитационно-волновой детектор Virgo (на фото) 1 августа официально включился в охоту за гравитационными волнами! Virgo и две установки американской гравитационно-волновой обсерватории LIGO теперь втроем прислушиваются к «звону Вселенной» — пространственно-временной дрожи, которую порождают грандиозные космические катаклизмы.

Гравитационные волны были предсказаны Эйнштейном сто лет назад, их поиск начался полвека спустя, но триумфа пришлось ждать еще несколько десятилетий. Лишь в 2015 году детекторы LIGO, только-только прошедшие через кардинальную модернизацию, зафиксировали всплеск гравитационных волн, рожденных при слиянии двух тяжелых черных дыр в далекой галактике. Это событие, которое, несомненно, будет отмечено Нобелевской премией, — трижды открытие. Были открыты сами гравитационные волны; было обнаружено, что черные дыры с массой в 30 солнечных существуют и вполне распространены; и была напрямую проверена общая теория относительности в режиме сильной гравитации. И на всё это накладывается огромное воодушевление от того, что мы теперь можем изучать Вселенную еще одним способом — через гравитационные волны.

На сегодняшний момент LIGO зафиксировала уже три гравитационно-волновых всплеска. Однако настоящая гравитационно-волновая астрономия начнется только тогда, когда мы хотя бы приблизительно сможем определять, откуда в каждом конкретном случае к нам пришел гравитационно-волновой звон. Тогда можно будет сопоставить всплеск с оптическими, рентгеновскими и радиоволновыми изображениями этого участка неба и, в духе всесигнальной астрономии, изучить катаклизм с разных сторон. Только с двумя детекторами, как это было до сих пор, установить направление на источник нереально, а с тремя — уже можно. Именно поэтому Virgo, несмотря на его чуть худшую чувствительность, сыграет важную роль в задаче локализации источника нового всплеска.

Истории создания и работы Virgo и LIGO во многом схожи. Virgo — международная установка, один из научных мегапроектов Европы; над ней сейчас трудятся 280 физиков из 20 стран. Построенная в 1990-х годах, установка Virgo заработала в 2000-х, но при тогдашней чувствительности гравитационно-волновых всплесков так и не поймала. В 2011 году Virgo, так же как и LIGO, была закрыта на модернизацию, которая завершилась только в 2016 году. Обсерватория LIGO к тому времени уже вовсю работала. 30 ноября 2016 года на LIGO стартовал второй наблюдательный сеанс, Observation Run 2 (O2), и предполагалось, что Virgo как раз подключится на этом этапе (см. рис. 11 в нашей новости). Однако технические сложности, обнаружившиеся уже в процессе отладки и запуска, задержали начало работы. Выяснилось, к примеру, что тонкие кварцевые нити, на которых должны висеть 40-килограммовые зеркала, — неудовлетворительного качества (см. подробности в заметках European gravitational wave detector falters и Физики усомнились в готовности европейского детектора гравитационных волн). В качестве временной меры коллаборация решила заменить их на стальные, что слегка ухудшило чувствительность детектора.

Как бы то ни было, детектор Virgo заработал в этом году и в июне, еще в режиме отладки, впервые проработал несколько дней в связке с LIGO. Сейчас Virgo уже работает в полноценном режиме и пусть с запозданием, но участвует в наблюдательном сеансе O2. Чувствительность Virgo, впрочем, недотягивает до LIGO: дистанция, с которой Virgo «услышит» слияние двух нейтронных звезд, пока составляет 28 мегапарсек против 70 Мпк у LIGO. Статус установки, спектр шумов и прочие технические подробности в реальном времени можно отслеживать на странице Virgo Status. Сеанс O2 завершится 25 августа, но, как сообщает пресс-релиз Virgo, работа установки продлится еще некоторое время, для того чтобы набрать статистику шумов и тщательно изучить их источники. Весной 2018 года начнется новая кампания по повышению чувствительности, и предполагается, что Virgo полноценно включится в следующий сеанс наблюдений O3, который стартует будущей осенью.

Фото с сайта en.wikipedia.org.

Игорь Иванов