ในการร่วมทุนครั้งแรกของพวกเขา LIGO และ Virgo ร่วมมือกันเพื่อจับภาพการชนกันของหลุมดำครั้งล่าสุดปาปารัสซี่คลื่นโน้มถ่วงได้ติดตามพื้นที่ใกล้เคียงจักรวาลของสองหลุมดำที่รวมเข้าด้วยกัน นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุพื้นที่บนท้องฟ้าที่หลุมดำทั้งสองได้หลอมรวมกันอย่างรุนแรงและทำให้เกิดคลื่นระลอกคลื่นในกาลอวกาศ ระบุตำแหน่งที่กระทืบของพวกมันได้แม่นยำกว่าที่เคยเป็นมา
นักวิจัยจาก LIGO — Advanced Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory — และน้องสาวของการทดลอง Advanced Virgo ตรวจพบคลื่นในวัน ที่14 สิงหาคม ทีมงานได้ประกาศการค้นพบในวันที่ 27 กันยายนในการแถลงข่าวในที่ประชุมรัฐมนตรีวิทยาศาสตร์ G7 ในเมืองตูริน ประเทศอิตาลี และในเอกสารที่ได้รับการยอมรับในPhysical Review Letters
เป็นการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงครั้งแรกที่สร้างด้วยเครื่องตรวจจับสามเครื่อง:
เครื่องตรวจจับสองเครื่องของ LIGO (ในลิฟวิงสตัน รัฐลา และแฮนฟอร์ด รัฐวอชิงตัน) และเครื่องตรวจจับของราศีกันย์ใกล้เมืองปิซา ประเทศอิตาลี นักวิทยาศาสตร์ชาวราศีกันย์ Frédérique Marion จาก Laboratoire d’Annecy de Physique des Particules ในฝรั่งเศส กล่าวว่า “เครือข่ายเครื่องตรวจจับสามเครื่องเปิดโอกาสใหม่ให้เกิดขึ้นจริง ๆ และเราจะใช้ประโยชน์สูงสุดจากศักยภาพนั้นในอนาคต
เครื่องตรวจจับทั้งสามช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามแหล่งที่มาของคลื่นไปยังจุดบนท้องฟ้าด้วยพื้นที่เพียง 60 ตารางองศา เมื่อมองในท้องฟ้ายามค่ำคืน ขนาดของพื้นที่นั้นประมาณ 300 เท่าของพระจันทร์เต็มดวงเมื่อมองจากโลก ระลอกคลื่นเคลื่อนตัวมายังโลกโดยอยู่ห่างออกไปประมาณ 1.8 พันล้านปีแสง ในบริเวณใกล้กับกลุ่มดาวเอริดานัสบนท้องฟ้าทางตอนใต้
ก่อนหน้านี้ LIGO ตรวจพบหลุมดำชนสามครั้งด้วยเครื่องตรวจจับสองเครื่อง ในแต่ละกรณี นักวิทยาศาสตร์ได้แกะสลักแนวท้องฟ้าซึ่งคลื่นอาจมา แต่ไม่สามารถระบุแหล่งกำเนิดของจักรวาลที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นได้ หลุมดำที่เพิ่งค้นพบใหม่ตั้งอยู่ในพื้นที่ประมาณหนึ่งในสิบของขนาดของหลุมดำที่เกี่ยวข้องกับการตรวจพบครั้งก่อน
เนื่องจากคลื่นโน้มถ่วงใช้เวลาในการเคลื่อนที่ข้ามดาวเคราะห์จากเครื่องตรวจจับหนึ่งไปยังอีกเครื่องหนึ่ง เครื่องตรวจจับทั้งสามจึงมองเห็นสัญญาณในเวลาที่ต่างกันเล็กน้อย เครื่องตรวจจับ Livingston ของ LIGO เห็นคลื่นก่อน ตามด้วยเครื่องตรวจจับ LIGO Hanford 8 มิลลิวินาทีต่อมา และโดยเครื่องตรวจจับ Virgo อีก 6 มิลลิวินาทีหลังจากนั้น ด้วยการวิเคราะห์ความล่าช้าเหล่านี้และรูปแบบของระลอกคลื่นที่เครื่องตรวจจับแต่ละเครื่องเห็น นักวิทยาศาสตร์สามารถสรุปได้ว่าพวกมันมาจากไหน
นักวิทยาศาสตร์ประเมินมวลหลุมดำที่ชนกันที่ประมาณ 31 และ 25 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ในระหว่างการชนกัน มวลดวงอาทิตย์ประมาณสามดวงถูกแปลงเป็นพลังงานและแผ่รังสีเป็นคลื่นความโน้มถ่วง ทิ้งไว้เบื้องหลังหลุมดำมวลดวงอาทิตย์ 53 ดวง
เครื่องตรวจจับ LIGO และ Virgo ร่วมมือกันในวันที่ 1 สิงหาคม ( SN Online: 1/8/17 ) เมื่อ Virgo เริ่มรับข้อมูลอย่างเป็นทางการเป็นครั้งแรกในรูปแบบปัจจุบันที่ได้รับการอัพเกรด ชาติก่อนๆ ของทั้ง LIGO และ Virgo วิ่งมาหลายปีโดยไม่พบว่ามีการกระดิกของกาลอวกาศ ในที่สุดเครื่องตรวจจับก็ไวพอที่จะรับแรงสั่นสะเทือนเล็กๆ ได้ ทั้งสามคนที่ปรับปรุงแล้วทำงานควบคู่กันจนถึงวันที่ 25 สิงหาคม เมื่อตัวตรวจจับปิดตัวลงเพื่อการปรับปรุงเพิ่มเติม
ราศีกันย์ยังอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ได้ดีขึ้น
เนื่องจากเครื่องตรวจจับของราศีกันย์ไม่ได้วางแนวขนานกับเครื่องตรวจจับ LIGO นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาโพลาไรเซชันของคลื่น ซึ่งเป็นรูปแบบเฉพาะที่พวกมันยืดและบีบกาลอวกาศได้เป็นครั้งแรก “ในระยะยาว นั่นเป็นเรื่องใหญ่จริงๆ” นักฟิสิกส์ Clifford Will แห่งมหาวิทยาลัยฟลอริดาในเกนส์วิลล์ ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการตรวจจับกล่าว หากพบว่ามีการยืดหรือบีบแบบไม่คาดคิด “มันจะทำลายสัมพัทธภาพทั่วไปอย่างนั้น นั่นจะเป็นจุดจบ” แต่ทฤษฏีของไอน์สไตน์ก็มีพื้นฐานอยู่
การสำรวจสถานที่ที่หลุมดำอาศัยอยู่ช่วยให้นักดาราศาสตร์มองหาแสงที่เกิดจากการชนกัน แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่คาดหวังว่าจะไม่มีแสงใด ๆ ออกมาในฝุ่นของหลุมดำ แต่บางทฤษฎีก็แนะนำเป็นอย่างอื่น หลังจากตรวจพบระลอกคลื่นแล้ว กล้องโทรทรรศน์ก็สำรวจจุดนั้น แต่การสังเกตกลับว่างเปล่า
อย่างไรก็ตาม การชนแบบอื่นๆ ระหว่างดาวฤกษ์สองดวงที่เหลือที่เรียกว่าดาวนิวตรอน สามารถสร้างแสงได้ ดังนั้นการตรวจจับใหม่ “เป็นการเตรียมพร้อมที่ดีสำหรับสิ่งที่จะเกิดขึ้น” นักฟิสิกส์ Emanuele Berti จากมหาวิทยาลัยมิสซิสซิปปี้ในอ็อกซ์ฟอร์ดซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการตรวจจับกล่าว การจำแนกแสงจากการรวมกลุ่มของดาวนิวตรอนจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงมากซึ่งประกอบเป็นดาวนิวตรอน ในเดือนสิงหาคมข่าวลือเริ่ม แพร่สะพัด ว่านักวิทยาศาสตร์ตรวจพบเหตุการณ์ดังกล่าว ( SN Online: 8/25/17 ) หากข่าวลือนี้เป็นจริง Berti กล่าวด้วยการตรวจพบสองครั้งในหนึ่งเดือน “พวกเขาก้าวย่างอย่างยิ่งใหญ่”
