De internationale samenwerking van LIGO-Virgo-KAGRA heeft onlangs de vierde observatiecampagne (O4) van hun wereldwijde netwerk van zwaartekrachtgolfdetectie afgerond. Deze campagne, die in mei 2023 van start ging en meer dan twee jaar duurde, resulteerde in een ongekende waarneming van zwaartekrachtgolven en biedt diepgaande inzichten in ons begrip van het universum.
Tijdens deze observatiecampagne werden ongeveer 250 nieuwe signalen gedetecteerd, wat meer dan twee derde van de in totaal ongeveer 350 zwaartekrachtgolven vertegenwoordigt die tot nu toe zijn waargenomen. Deze toename in het aantal evenementen is te danken aan de voortdurende verbetering van de detectortechnologieën en de daaruit voortvloeiende toename van de gevoeligheid.
De recente ontwikkelingen hebben geleid tot talrijke nieuwe ontdekkingen, waarvan enkele al zijn bekendgemaakt. Dit heeft bijgedragen aan een verdere verdieping van ons begrip van compacte binaire systemen en bepaalde fundamentele fysische processen in het universum. Zoals Gianluca Gemme, woordvoerder van de Virgo-samenwerking, opmerkt: “De voltooiing van O4 markeert een historische mijlpaal: de langste observatiecampagne ooit uitgevoerd door het wereldwijde zwaartekrachtgolvenetwerk.”
Een fascinerend voorbeeld is de analyse van het evenement genaamd GW250114, waarbij wetenschappers de samensmelting van twee zwarte gaten met ongekende nauwkeurigheid konden waarnemen. Dit biedt observational bewijs voor een theorie van Stephen Hawking uit 1971, die stelt dat de totale oppervlakten van zwarte gaten niet kunnen afnemen. In dit geval had het initiële paar zwarte gaten een totale oppervlakte van 240.000 vierkante kilometer, terwijl de uiteindelijke oppervlakte ongeveer 400.000 vierkante kilometer bedroeg: een duidelijke toename.
Daarnaast heeft de eerste detectie van “tweede generatie” zwarte gaten, GW241011 en GW241110, bijzondere aandacht getrokken. Deze evenementen vertonen ongebruikelijke kenmerken in termen van grootte en draaiingsoriëntatie, wat suggereert dat ze het resultaat zijn van eerdere fusies in extreem dichte en chaotische kosmische omgevingen, zoals sterrenclusters.
Een andere significante ontdekking is GW231123, dat de waarneming markeert van de meest massieve samensmelting van zwarte gaten tot nu toe. Deze gebeurtenis resulteerde in een zwart gat met meer dan 225 keer de massa van onze zon, wat een uitdaging vormt voor onze huidige modellen van sterren evolutie en de vorming van zwarte gaten.
Met nog honderden evenementen die over de afgelopen twee jaar zijn verzameld en nu zorgvuldig worden onderzocht, worden we voorbereid op meer belangrijke ontdekkingen in de komende maanden. De LIGO, Virgo en KAGRA interferometers bereiden zich voor op een nieuwe fase van technologische upgrades en testen in de komende jaren, met het oog op een nieuwe observatiecampagne die in de late zomer of vroege herfst van 2026 van start zal gaan.
