Virgo

Kolmas paikka mukaan painovoima-aaltojen metsästykseen

Painovoima-aaltojen havaitseminen tapahtuu toivottavasti helpommin ja tarkemmin tulevaisuudessa, kun tähän saakka ainoat varmat havainnot tehnyt amerikkalainen LIGO-observatorio saa mukaansa nyt eurooppalaisen Virgon.

Painovoima-aaltoja, eli gravitaatioaaltoja on havaittu tähän mennessä varmasti kolme kertaa. Tuorein löytö julkistettiin viime tammikuussa, ja tuo tapaus – kuten aiemmatkin – oli kahden massiivisen mustan aukon yhteentörmäys, joka lähetti avaruuden geometriaa ravistaneen aallon ympärilleen.

Aallot havaittiin kahdessa LIGO-havaintosysteemiin kuuluvassa observatoriossa Yhdysvalloissa, mutta mukana havaintojen käsittelyssä oli tutkijoita myös Euroopan puolella olevasta Euroopan gravitaatioaalto-observatoriosta EGO:sta.

Sen oma havaintolaite on Pisan luona Italiassa sijaitseva Virgo. Nyt Virgo on liittynyt myös mukaan aaltojen etsintään.

Virgo on hyvin samanlainen kuin kaksi LIGO-havaintolaitetta: siinä on kaksi kolme kilometriä pitkää tunnelia, joiden sisällä kulkee erittäin tarkasti suunnattu ja mitattu lasersäde. Säde jaetaan kahteen osaan, yksi kumpaankin tunneliin, joissa peilien avulla sädettä singautellaan edes takaisin niin monta kertaa, että valon mielestä se kulkee kolmen kilometrin sijaan sata kilometriä suuntaansa.  

Jos ja kun gravitaatioaalto kulkee observatorion läpi, se venyttää avaruuden geometriaa sen verran, että tämä äärimmäisen pieni pituuden muutos voidaan havaita, kun lasersäteitä verrataan interferometrisesti keskenään. 

Olennaista hyvin heikkojen gravitaatioaaltojen tulkinnassa on se, että yhden ainoan havaintolaitteen tulokseen ei voi luottaa. Paikallisia häiriöitä on niin paljon, että todeliset havainnot hautautuvat niiden alle.

Havainto on luotettava vain silloin, kun samanlainen havainto saadaan erikseen kahdessa paikassa siten, että havainnon tekoaika poikkeaa toisistaan täsmälleen sen verran mitä aallolta kestää kulkea paikkojen välisen matkan verran.

Kolmas gravitaatioaaltohavainto
Kuvassa kolmas varmistettu painovoima-aaltohavainto. Sama, teoreettisiin laskelmiin täysin sopiva havainto tehtiin kahdessa paikassa siten, että havaintoajat vastaavat aallon kulkuaikaa havaintolaitteiden välissä.

Kun LIGO:n kahden havaintopaikan lisäksi mukaan saadaan nyt reaaliajassa niiden kanssa havaintoja tekevä kolmas observatorio, voidaan havaintoja tehdä aiempaa luotettavammin ja paremmin. Lisäksi kolmas, selvästi edellisistä erillään oleva paikka auttaa selvittämään paremmin mistä suunnasta taivaalla aalto on peräisin. 

LIGO aloitti nykyisen havaintokautensa huollon ja parannusten jälkeen viime marraskuussa. Tämä kausi päättyy nyt elokuun 25. päivänä, ja eurooppalainen Virgo on mukana tämän loppuajan elokuussa.

Tarkoituksena on tässä vaiheessa ennen kaikkea testata sitä, miten kolmikko pystyy toimimaan yhdessä ja kuinka vastaisuudessa havaintoja voitaisiin tehdä rutiininomaisesti kolmella havaintolaitteella samanaikaisesti.

Myös Intiaan on suunnitteilla samankaltainen painovoima-aaltoja havaitseva laite, mutta sen rakentaminen ei ole vielä alkanut.

Virgon toimintaa voi seurata reaaliajassa observatorion nettisivuilla.