Nieuwe detecties
De waarneming van zwaartekrachtsgolven heeft plaatsgevonden tijdens drie “runs” tot op heden, waarbij er onderhoud en upgrades plaatsvonden tussen elke run. De eerste run, O1, was gepland van 12 september 2015 tot 19 januari 2016, gevolgd door O2 van 30 november 2016 tot 25 augustus 2017. De meest recente run, O3, was verdeeld in twee periodes: O3a van 1 april tot 30 september 2019 en O3b van 1 november 2019 tot 27 maart 2020. Een onderbreking van de waarnemingen in oktober 2019 was noodzakelijk voor instrument upgrades en verbeteringen, terwijl de stopzetting in maart 2020 te wijten was aan de COVID-19 pandemie. De volgende run, O4, is gepland om in maart 2023 te beginnen en staat gepland voor juni 2022.
Tijdens de eerste twee runs, O1 en O22 zijn er 11 events gedetecteerd die gelabeld zijn als zwaartekrachtsgolf. Daarnaast zijn er verschillende events gedetecteerd die niet zeker gelabeld kunnen worden als zwaartekrachtsgolf. Hiervan was de foutmarge te groot.
Deze afbeelding toont de massa’s van alle alle detecties, met zwarte gaten in blauw en neutronensterren in oranje. Ook worden zwarte gaten met sterrenmassa (paars) en neutronensterren (geel) getoond die met elektromagnetische waarnemingen zijn ontdekt.
Na een flinke upgrade van de meetapparatuur zijn er tussen april 2019 en september 2019 39 events gedetecteerd. Zoals hierboven te zien is ontstaan deze golven voornamelijk door het samensmelten van zwarte gaten, maar ook enkele samensmeltingen van neutronensterren zijn gedetecteerd. Sommige bijzonder interessante O3a-gebeurtenissen zijn de tweede ooit waargenomen zwaartekrachtsgolf die consistent is met een binaire neutronensterrenfusie, de eerste gebeurtenissen met onweerlegbaar ongelijke massa’s en een samensmelting van twee zeer massieve zwarte gaten met een totale massa van ongeveer 150 keer de massa van de zon.
Op 7 november 2021 heeft de LIGO-Virgo-KAGRA Collaboration de resultaten vrijgegeven van de tweede helft van hun derde observatierun (O3b). Deze derde Gravitational-Wave Transient Catalog (GWTC-3) is de grootste catalogus van fusies met zwarte gaten en neutronensterren die tot nu toe is vrijgegeven en bevat gebeurtenissen die zijn vrijgegeven tijdens eerdere waarnemingen. Sinds de laatste catalogusuitgave (O3a) in oktober 2020 rapporteren we hier nog eens 35 zwaartekrachtgolfgebeurtenissen die zijn waargenomen tussen november 2019 en maart 2020, waarmee het totale aantal waargenomen gebeurtenissen sinds het begin van de LIGO/Virgo-operaties op 90 komt.
Wat de timing van de start van O4 betreft, blijven de detectoren uitdagingen bieden om het niveau van stabiliteit en gevoeligheid te bereiken dat we beschouwen als vereisten voor de start van de run. Alle detectoren hebben verder werk nodig om door te gaan naar de O4-startgevoeligheidsdoelen. De planning is nu om de observatierun op 24 mei te starten.
Daarnaast plannen we nu 18 kalendermaanden van observeren voor O4 (als een verandering ten opzichte van de vorige 12 maanden). Deze wijziging is ingegeven door upgradeplannen voor de O5-observatierun. De gevoeligheidsverbetering voor O5 komt voornamelijk van spiegelcoatings met minder ruis die zich nog in de ontwikkelingsfase bevinden en naar verwachting niet beschikbaar zullen zijn op de oorspronkelijke O4-einddatum. De extra observatietijd zal de wetenschappelijke output van O4 verhogen, terwijl de coatingontwikkeling wordt afgerond en de testmassa’s die nodig zijn voor O5 worden gecoat. De observatieperiode van 18 maanden kan worden afgewisseld met onderbrekingen van één of twee maanden voor onderhoud.
De doelgevoeligheid van de detectoren blijft ongewijzigd: LIGO streeft naar een gevoeligheid van 160-190 Mpc voor binaire neutronensterren. Virgo streeft naar een doelgevoeligheid van 80-115 Mpc. KAGRA zou aan het begin van O4 moeten werken met een gevoeligheid van meer dan 1 Mpc en zal werken om de gevoeligheid tegen het voorjaar van 2024 te verbeteren tot ongeveer 10 Mpc.