สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ไลโกพบคลื่นความโน้มถ่วงครั้งที่สอง

19 มิ.ย. 2559
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
เมื่อวันที่ 15 มิถุนายนที่ผ่านมา หอสังเกตการณ์ไลโกได้ประกาศการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงอีกครั้ง นับเป็นครั้งที่สองที่มีการพบคลื่นลึกลับชนิดนี้ และเป็นการพบในเวลาห่างจากการพบครั้งแรกเพียงไม่ถึงครึ่งปีเท่านั้น 

คลื่นความโน้มถ่วงครั้งนี้เกิดจากหลุมดำสองดวงชนกันเมื่อ 1.5 พันล้านปีมาแล้ว คลื่นนี้ได้แผ่มาถึงโลก ผ่านการตรวจจับของหอสังเกตการณ์ทั้งสองของไลโกเมื่อวันที่ 25 ธันวาคม 2558
 
ไลโกได้พบคลื่นความโน้มถ่วงครั้งแรกเมื่อวันที่ 14 กันยายน ปีที่แล้ว การชนในครั้งนั้นเกิดจากหลุมดำมวล 36 กับ 29 มวลสุริยะชนกันและหลอมรวมกันเป็นหลุมดำเดี่ยวที่มีมวล 62 มวลสุริยะ

คลื่นความโน้มถ่วงไม่ใช่คลื่นเสียง แต่นักวิทยาศาสตร์ก็แปลงคลื่นความโน้มถ่วงให้เป็นคลื่นเสียงที่มีความถี่เท่ากันได้ คลื่นที่เกิดขึ้นเมื่อเดือนกันยายนซึ่งเป็นการค้นพบครั้งแรกมีเสียงสั้นเหมือนเสียง "จิ๊บ" เบา ๆ แต่คลื่นที่พบในครั้งหลังนี้ยาวนานกว่าเสียงจึงฟังเหมือน "วู้บ" 

จากการวิเคราะห์คลื่นที่เกิดขึ้น นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าคลื่นที่พบในวันคริสต์มาสนั้นเกิดจากหลุมดำที่มีมวล 14 มวลสุริยะกับหลุมดำที่มีมวล มวลสุริยะตีวงเข้าหากันแล้วชนกันในที่สุด ผลจากการชนคือหลุมดำเดี่ยวที่มีมวล 21 มวลสุริยะ เป็นการชนขนาดย่อมกว่าที่พบในครั้งแรกเมื่อเดือนกันยายน 

หลุมดำคู่ที่เบากว่าจะใช้เวลาในการตีวงเข้าหากันนานกว่า จึงมีช่วงเวลาที่แผ่คลื่นความโน้มถ่วงออกมาในพิสัยการตรวจจับของไลโกได้นานกว่า คลื่นที่ตรวจวัดได้ในครั้งนี้นานราวหนึ่งวินาที 

นอกจากคลื่นชุดที่สองที่ประกาศการค้นพบในครั้งนี้แล้ว ฟุลวีโอ ริกกี นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยซาปีเอนซายังพบสิ่งที่คล้ายกับคลื่นความโน้มถ่วงอีกระลอกหนึ่งในเดือนตุลาคมด้วย แต่สัญญาณไม่เด่นชัดนักอีกทั้งยังมีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนต่ำเกินไป จึงไม่อาจยืนยันได้ว่าเป็นคลื่นความโน้มถ่วงจริง

การที่พบคลื่นความโน้มถ่วงสองครั้งในเวลาไม่ห่างกัน อาจหมายความว่าในเอกภพมีหลุมดำเป็นจำนวนมากกว่าที่เราเคยคิดไว้ และอาจแปลความได้อีกว่าบ่อยครั้งที่หลุมดำเกิดขึ้นเป็นคู่

ขณะนี้หอสังเกตการณ์ไลโกได้หยุดการทำงานเพื่อปรับปรุงระบบและจะเปิดใช้งานอีกครั้งในปลายปีนี้ เมื่อถึงเวลานั้น ไลโกจะมีความไวสูงขึ้นอีก และจะสามารถหยั่งรู้คลื่นจากอวกาศเป็นปริมาตรใหญ่กว่าการใช้งานครั้งแรก 1.5-2 เท่า 
ภาพจำลองหลุมดำสองดวงที่ตีวงเข้าหากันในช่วงสุดท้ายก่อนจะกลืนกันเป็นดวงเดียว <wbr>พร้อมกับแผ่คลื่นความโน้มถ่วงออกไปรอบทิศ <wbr><br />
<br />

ภาพจำลองหลุมดำสองดวงที่ตีวงเข้าหากันในช่วงสุดท้ายก่อนจะกลืนกันเป็นดวงเดียว พร้อมกับแผ่คลื่นความโน้มถ่วงออกไปรอบทิศ 

(จาก S. Ossokine and A. Buonanno, Max Planck Institute for Gravitational Physics, Simulating eXtreme Spacetime (SXS) project. T. Dietrich and R. Haas, Max Planck Institute for Gravitational Physics. )

หอสังเกตการณ์ไลโก

หอสังเกตการณ์ไลโก

ลำดับเหตุการณ์การค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นระหว่างการเดินเครื่องรอบแรกหลังจากการปรับปรุงครั้งใหญ่ <wbr>การเดินเครื่องครั้งถัดไปจะเกิดขึ้นในปลายปีนี้<br />

ลำดับเหตุการณ์การค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นระหว่างการเดินเครื่องรอบแรกหลังจากการปรับปรุงครั้งใหญ่ การเดินเครื่องครั้งถัดไปจะเกิดขึ้นในปลายปีนี้
(จาก LIGO)