Gravitationswellenastronomie: LIGO- und Virgo-Detektoren laufen wieder planmäßig
Die Arbeit mit den LIGO- und Virgo-Detektoren läuft erneut an. Seit dem 10. April zeichnen die Geräte wieder Gravitationswellen auf. Die Forscher wollen bis Anfang 2025 bis zu 200 Gravitationswellen-Ereignisse erfassen.
Wie die LIGO-Virgo-KAGRA-Kollaboration (LVK) diese Woche bekanntgab, haben die LIGO- und Virgo-Detektoren am 10. April die Arbeit an ihrem vierten Beobachtungslauf wieder aufgenommen. Die Detektoren für Gravitationswellen wurden neu gestartet und sollen bis zum Ende des derzeitigen Beobachtungslaufs im Jahr 2025 Gravitationswellen aufzeichnen.
Die LIGO-Detektoren waren zwischen den Beobachtungsläufen O4a und O4b planmäßig für Upgrades und Wartungsarbeiten am 16. Januar 2024 in Pause gegangen. Der europäische Virgo-Detektor in Italien nimmt ebenfalls am nächsten Beobachtungslauf teil, zusammen mit den zwei LIGO-Interferometern in Hanford und Livingston in den USA. Der japanische KAGRA-Detektor erholt sich derzeit noch von den Schäden, die beim Noto-Erdbeben am 1. Januar 2024 entstanden sind und wird erst in einigen Monaten zugeschaltet.
Die Forscher hoffen, bis Anfang 2025 mehr als 200 Gravitationswellenereignisse zu sammeln und dabei neue Multi-Messenger-Ereignisse zu entdecken. Bei solchen Ereignissen lassen sich sowohl Gravitationswellen als auch elektromagnetische Wellen beobachten, die andere Observatorien weiter untersuchen können.
In der Gravitationswellenastronomie werden Beobachtungen von Gravitationswellen verwendet, um Erkenntnisse über deren Quellen abzuleiten. Dazu gehören Doppelsternsysteme aus Weißen Zwergen, Neutronensternen und Schwarzen Löchern, Supernovae und das frühe Universum.
Der erste Nachweis von Gravitationswellen gelang den beiden Advanced-LIGO-Detektoren in den USA am 14. September 2015. Das Signal aus dem Weltraum entstammte einem rund 1,3 Milliarden Lichtjahre von uns entfernten Doppelsystem, in dem sich zwei Schwarze Löcher auf immer enger werdenden Umlaufbahnen umkreisten und miteinander kollidierten. Dabei wurden starke Gravitationswellen freigesetzt, die auch von den LIGO-Detektoren auf der Erde wahrgenommen wurden.
Seitdem wurden von der Partnerschaft vier Beobachtungsläufe gestartet – ein fünfter ist für den Zeitraum 2027–2030 geplant –, nach denen die Detektoren ständig weiterentwickelt wurden. Im aktuellen Beobachtungsintervall decken die LIGO-Detektoren Entfernungen bis zu 160 Megaparsec (Mpc), Virgo 40 bis 80 Mpc und KAGRA circa 10 Mpc ab.
Das Spektrum der Gravitationswellen reicht von 10^–18 Hertz bis 10^4 Hertz, also von extremen niedrigen Frequenzen mit 10^–18 Hertz bis 10^–14 Hertz, mit denen kosmische Hintergrundstrahlung erfasst wird, bis hin zu Frequenzen von 10^4 Hertz, bei denen Supernovae beobachtet werden können.
Einige der bedeutendsten astrophysikalischen Beobachtungen der LIGO-Virgo-KAGRA-Kollaboration werden bereits in den kommenden Monaten bekannt gegeben. Durch die inzwischen erhöhte Empfindlichkeit der Detektoren können Wissenschaftler noch besser auf die Population toter Sterne im lokalen Universum schließen und Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie testen.