Может ли LIGO обнаружить две одновременные гравитационные волны?

Гипотетически, если две (или более) гравитационные волны проходят через детектор LIGO в один и тот же момент, может ли команда LIGO сделать вывод из данных, что две волны проходят одновременно? Могут ли они сделать выводы из этих данных?

Возможно ли такое событие практически?

Ответы (1)

В принципе возможно, что две разные гравитационные волны от независимых источников могут прийти одновременно к детекторам LIGO, что, вероятно, создаст проблемы в определении точного происхождения сигнала.

Однако вероятность этого исчезающе мала, поскольку LIGO состоит из двух детекторов, а не из одного, и для возникновения проблемы сигнал должен поступить на оба детектора одновременно. Это накладывает некоторые очень жесткие ограничения на геометрию (в основном, при заданном направлении одного источника другой источник ограничивается конусом вокруг оси между детекторами), а также на синхронизацию сигнала.

Более того, учитывая, что при текущей скорости обнаружения обнаруживаемые сигналы разнесены друг от друга на недели или месяцы и длятся доли секунды, вероятность совпадения сигналов исчезает без изменения технологии. И по мере совершенствования детекторов и повышения чувствительности до пороговых значений, при которых одновременные обнаружения становятся более вероятными, у нас также будет больше детекторов, размещенных в разных местах, что предъявляет гораздо более строгие требования к пространственному совпадению, по сути, требуя все больше и больше строгого соответствия. коллинеарные источники. (И еще: эта проблема не уникальна для гравитационно-волновой астрономии. Оптическая астрономия постоянно сталкивается с этой проблемой, и ее часто довольно сложно решить.)

Тем не менее вопрос о том, что произойдет, если два сигнала перекроются, действительно интересен. Для многих существующих сигналов чирп каждого слияния занимает характерный паттерн как по времени, так и по частоте, а это означает, что есть большая вероятность того, что мы сможем разделить их спектрально, т. е. по частотным диапазонам, которые занимает каждый сигнал. Существуют ограничения на то, как далеко вы можете зайти, если сигналы частично совпадают, но по мере улучшения чувствительности детектора увеличивается и доступность необработанных данных, с помощью которых можно выполнять точный анализ данных.

На практике мы можем разделить сигналы, отстоящие друг от друга на несколько миллисекунд во времени. Даже если бы мы могли наблюдать всю вселенную слияний двойных черных дыр звездной массы, это все равно было бы довольно редким явлением. Однако это огромная проблема для LISA, космической обсерватории гравитационных волн. Они будут наблюдать гораздо более низкие частоты и смогут увидеть огромную популяцию двойных белых карликов, производящих гравитационное излучение.