LIGO-Detektoren starten zweite Laufzeit sensitiver und leistungsstärker als zuvor Neue Fahndung nach Gravitationswellen - scinexx | Das Wissensmagazin
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LIGO-Detektoren starten zweite Laufzeit sensitiver und leistungsstärker als zuvor

Neue Fahndung nach Gravitationswellen

Techniker beim Prüfen der Optik im LIGO-Detektor. © Matt Heintze/Caltech/MIT/LIGO Lab

Bereit für neue Raumzeit-Rippel: Die beiden Gravitationswellen-Detektoren des LIGO-Observatoriums haben ihre neue Laufzeit begonnen. Dank verbesserter Laser, neuer Optik und Elektronik können sie jetzt noch weiter ins Weltall hinaus lauschen. Astrophysiker hoffen, dass dadurch in den nächsten Monaten gleich mehrere Gravitationswellen-Ereignisse detektiert werden können.

Der erste Nachweis von Gravitationswellen im Februar 2016 war eine weltweite Sensation. Erstmals war es gelungen, die feinen Erschütterungen der Raumzeit einzufangen, die schon Albert Einstein vor gut hundert Jahren vorhergesagt hatte. Verursacht wurden die registrierten Gravitationswellen durch die Verschmelzung zweier schwarzer Löcher. Einige Monate später gelang ein zweites Mal ein solcher Nachweis.

Eingefangen wurden die Gravitationswellen in beiden Fällen von den zwei Detektoren des Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) – einer in Hanford, Washington und einer in Livingston, Louisiana. Die beiden Observatorien nutzen die Interferenz von Laserstrahlen, um die winzigen Verzerrungen der Raumzeit und damit auch der Erde sichtbar zu machen.

Größere Reichweite

Nach einer Umbaupause von gut zehn Monaten haben die beiden LIGO-Detektoren nun ihre zweite Laufzeit begonnen – mit erheblichen Verbesserungen der Laser, Optiken und Elektronik. Der Detektor in Livingston hat dadurch jetzt eine um 25 Prozent höhere Sensitivität und kann daher Gravitationswellen aus deutlich größerer Entfernung einfangen als zuvor.

Dadurch steigt die Chance, dass das Observatorium solche Rippel in der Raumzeit registriert: „Mit unserer verbesserten Sensitivität und einer verlängerten Beobachtungsperiode werden wir in der kommenden Laufzeit noch mehr Gravitationswellen-Ereignisse beobachten und dadurch unser Wissen über die Dynamik Schwarzer Löcher steigern“, erklärt LIGO- Exekutivdirektor Dave Reitze vom California Institute of Technology (Caltech).

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Zwei Schwarze Löcher verschmelzen - und senden Gravitationswellen aus © Caltech

Leistungsstärker und weniger störanfällig

Beim LIGO-Detektor in Livingston wurde zudem die Empfindlichkeit für besonders niederfrequente Gravitationswellen besonders erhöht. „Wir kommen jetzt unter rund 100 Hertz, weil wir vor allem die Lichtstreuung verringert haben, die bei Interferometern eine typische Störquelle ist“, erklärt LIGO-Chefwissenschaftler Peter Fritschel. „Das ist wichtig, um das Signal massereicher Systeme wie die Verschmelzung Schwarzer Löcher zu detektieren.“

Beim LIGO-Detektor in Hanford haben die Ingenieure in erster Linie die Leistung und Stabilität erhöht. „Durch die Ergänzung spezialisierter Sensoren in den Ecken und Tunnelenden ist der Detektor nun stabiler gegenüber Wind und niederfrequenten seismischen Bodenbewegungen“, erklärt Mike Landry vom Caltech. „Das erhöht die Zeit, in der wir den Detektor im Messmodus halten können.“

Zusammen sollen diese Verbesserungen helfen, in den nächsten Monaten weitere Gravitationswellen von Schwarzen Löchern, aber auch von verschmelzenden Neutronensternen einzufangen. Von diesen Beobachtungen erhoffen sich die Astrophysiker wertvolle Einblicke in das Ende von Sternen und ihre Entwicklung danach. „Wir sind ebenso wie der Rest der Welt neugierig darauf, was uns die Natur in diesem Jahr bescheren wird“, sagt LIGO-Forscher Joe Giaime vom Caltech.

(Caltech, 02.12.2016 – NPO)

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