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木曜日(11月14日)は、スリル満点で神秘的で、最終的には天体物理学での5日間がっかりの終わりでした。
先週の日曜日(11月10日)に惑星全体と宇宙でその軸を回転する望遠鏡が、ルイジアナ州ワシントン州の3つの別個の検出器によって発見された、神秘的でこれまでにない重力波の発生源を求めて空をスキャンしましたイタリア。それが何であるか誰も確信していませんでした。それはブラックホールの合体や衝突する中性子星から来る波と一致しませんでした。この発見は、信号に対する「電磁コンポーネント」の国際的な探求を呼び起こしました。これは、波が来た空のポイントを特定し、現象の原因を説明するかもしれない光の閃光です。
しかし、世界中の観測所は、爆発する星やその他の重力波を作る出来事から放出された可能性のある可視光、X線、またはニュートリノを見つけることができませんでした。
「ブプキス」とニューヨーク市立大学の天体物理学者であり、アメリカ自然史博物館の研究員であるキャスリーンE.サーヴィクフォードは木曜日に望遠鏡レポートのリストをスクロールしながら言った。
検出の取り組みには関与していなかったが、それを綿密に追跡していたサービックフォードは、当時空の科学者に、空に何も見えないことは何もないという確かな兆候ではないと語った。天の川の中心に向かって超新星がどこかにあったかもしれません、そこで他の星の光とほこりが私たちの視野からオブジェクトの光を覆い隠しました。あるいは、はるか遠くにある2つのブラックホールが衝突して、誰も予測していなかった奇妙な波のパターンを生み出したのかもしれません。あるいは、私たちが推測していない何かがそこにあり、重力波のバーストを引き起こしているかもしれません。このイベントは、それを初めて目にしただけのものです。
そして、世界の3つの重力波検出器すべてが信号を報告しました:両方のレーザー干渉計重力波観測(LIGO)ツイン検出器、ルイジアナ州リビングストン、およびワシントン州ハンフォードサイト、およびVirgo検出器(イタリア、ピサ近く)。各検出器には、互いに直角な2つのアームがあり、デバイスの長さはレーザーを使用して測定します。重力波が検出器を通過するとき、波は空間を歪め、腕を縮めたり伸ばしたりします。
3つの検出器のいずれか1つで重力波信号を簡単に読み取れる可能性があると、以前はLIGOの科学的コラボレーションに携わっていた天体物理学者のエリンマクドナルドは、サイエンスフィクションのテレビや映画の科学コンサルタントとして働いています。
「これらの検出器、それらがどれほど敏感であるかはおかしい」と彼女は言った。
「ワシントンとルイジアナの探知機、それらの腕は4キロの長さであり、それらはそれらの腕の変化、原子の約1000分の1である信号を検出している」と彼女は言った。 「したがって、彼らが使用しているミラーは、非常に複雑なサスペンションシステムと非常に慎重なミラーコーティングを備えています。しかし、それらは非常に敏感なので、あらゆる種類のノイズソースを拾います。」
たとえば、ルイジアナの探知機は内陸約80マイル(130 km)ですが、海はまだ影響を及ぼしています。
「風の強い日には、彼らは海岸で波を拾うことができる」とマクドナルドは言った。 「彼らはまた、数百マイルも離れたところに行くトラックを拾うことができる。」
しかし、各サイトには、無数の他の要因の中でも、列車の時刻表、地震活動、地元の天気などを見てノイズを除去しようとするオペレーターがいます。ワシントンでは、研究者たちは埋葬された腕によってうごめくウサギのかすかな信号を認識することさえ学びました。
LIGOのコラボレーションでは、各イベントがエラーであった可能性が非常に高いことが数値で示されています。この場合、「S191110af」と呼ばれるイベントは、現在の感度レベルで12.681年の検出器実行時間に1回のみ偽装で発生する、とグループは述べた。
12年に一度は驚くべき偶然ではない、とSaavik Fordは言ったので、S191110afがまぐれであったかもしれないことは疑いの余地がありませんでした。しかし、それでも、天体物理学者たちはこれが現実であることを望む十分な理由があったと彼女は言った。それは彼らが長い間待ち望んでいた新しいクラスの信号の最初のように見えました、そしてすぐに偽のバージョンに出くわす確率はすぐに3つの検出器すべてで最初の試みでサイコロの可能な最悪のロールを取得することに少し似ていました。それで、木曜日までに、多くの研究者はまだ希望を持っていました。
カルテックのLIGOの次長であるアルバート・ラザリーニ氏は、木曜日の午後に電子メールで「実際のイベントであれば、これはコンパクトなバイナリ合体パイプラインでは拾われないモデル化されていないバーストになるだろう」と語った。
コンパクトなバイナリ合体パイプラインは、ブラックホールと中性子星の合併に一致するバーストを見つけるためにコラボレーションが使用するアルゴリズムです。言い換えれば、この信号は、LIGOがこれまでに検出したことがないカテゴリの、奇妙なものでした。
Saavik Ford氏は、あらゆる種類のイベントは、偶然見つけた宇宙で発生します。 1960年代後半、米国はソビエト核実験の電磁シグネチャを探すために設計された4つの衛星を宇宙に設置しましたが、それらの衛星は代わりにどの核兵器シグネチャとも一致しないガンマ線フラッシュを検出しました。 1970年代までに、天体物理学者はバーストが間違った方向から来ていることを確認しました、それらは実際には決して予測されなかった宇宙の深部からの信号でした。
木曜日の時点で、Saavik Fordは、これらの波信号で同様のことが起こっていた可能性があると述べた。
「これは宇宙を感知するまったく新しい方法です」と彼女は言った、「今後5年間に電磁部品のないモデル化されていないバーストがさらにいくつか発生した場合、私たちは知っているでしょう。」
しかし、午後6時14分に。同じ日のEST、イリノイ州ノースウェスタン大学の天文学者であり、LIGOコラボレーションのメンバーであるクリストファーベリーは、「残念ながら、#S191110afは撤回されました!」とツイートしました。
彼は、Live Scienceからの質問に応答するフォローアップツイートで、数千マイル離れた3つのサイトでエラーがどのように発生したかを説明しました。
「ランダムな不運」と彼は言った。 「グリッチは1つの検出器にしかありませんでしたが、偶然に他のランダムな典型的なノイズと一致するように思われました。これは、検索アルゴリズムが偽アラーム率に組み込む必要があるものですが、新しいタイプのノイズの場合は、いつもうまくいきます。」