Zwaartekrachtgolven voor derde keer gemeten

Pakweg drie miljard jaar laten bereiken deze golven de aarde als een kortstondige en minieme vervorming van de ruimte. Voor mensen volstrekt onmerkbaar, maar meetbaar voor de LIGO-detector. De signalen werden geanalyseerd door een groot team van internationale wetenschappers, waaronder die van de vergelijkbare Virgo-detector in Italië. De derde meting in relatief korte tijd doet vermoeden dat catastrofale botsingen van zwarte gaten regelmatig voorkomen. Voor het eerst is er nu ook informatie over de draairichtingen van de betrokken zwarte gaten. De resultaten zijn deze week in het wetenschappelijke tijdschrift Physical Review Letters gepubliceerd.

Verschillende ontstaanstheorieën

Het gemeten signaal duurt slechts 0,3 seconden en lijkt op een soort tsjirp, die laag begint en hoog eindigt. Toch kunnen wetenschappers een berg aan informatie uit dat signaal persen. Zo zijn aan de hand van de frequentie en de precieze vorm van de zwaartekrachtgolf de massa’s van de twee zwarte gaten te bepalen. “We kunnen er overigens best een zonsmassa naast zitten”, zegt Jo van den Brand, natuurkundige van Nikhef en de Vrije Universiteit die bij het onderzoek betrokken was. “Die onzekerheden geven we netjes aan in de publicatie.”

Volgens Van den Brand lijkt het erop dat tenminste een van de twee zwarte gaten een bijzondere draairichting had. “Als ze samen zijn ontstaan dan verwacht je eigenlijk dat ze dezelfde richting op draaien”, zegt hij. “Vergelijk het met ons zonnestelsel: bijna alle planeten zitten in één vlak en roteren in dezelfde richting om hun as. Dat dit hier niet het geval is, betekent misschien dat de zwarte gaten niet bij elkaar zijn ontstaan.”

Elke dag raak

De twee LIGO-detectoren (een in het noordwesten en de ander in het zuidoosten van de VS) staan niet altijd aan. Het grootste deel van 2016 werden er aanpassingen gedaan om ze gevoeliger te maken. “De detector meet de vervorming van de ruimte met intense laserstralen die door een kilometers lange buis heen en weer kaatsen”, zegt Van den Brand. “Het is een grote uitdaging om ervoor te zorgen dat er nergens ongewenste trillingen zijn of licht ‘weglekt’ dat de meting verstoort. Maar ik ben erg tevreden, steeds als de detector aan gaat, is het binnen enkele maanden raak. Dat moeten we volhouden!”

Over enkele weken komt ook de Italiaanse Virgo-detector online om samen met LIGO naar nieuwe zwaartekrachtsgolven te speuren. Van den Brand is woordvoerder van de Virgo-organisatie die nauw samenwerkt met LIGO. “We zijn druk bezig met de laatste tests, en hoewel de detector in eerste instantie nog niet zo gevoelig is als LIGO, gaat het de gevoeligheid van alle detectoren samen enorm verbeteren. Vooral het bepalen van de positie en de afstand tot de zwaartekrachtgolfbronnen wordt veel preciezer”, zegt hij.