Astronomi skenē Pulsara gobs, lai medītu par gravitācijas viļņiem

Kad zinātnieki beidzot atklāja gravitācijas viļņus pirms dažām nedēļām, tas bija sasniegums 14 gadus, izmantojot instrumentus, kas paredzēti, lai atrastu tiny signālu kā 1/1000 protona diametru. Un, ja mēs vēlamies turpināt studēt gravitācijas viļņus nākotnē, mums būs jāatrod vienkāršāks veids, kā tos meklēt, kam nav nepieciešams 4 km garš jaunākais instruments.

Jauns pētījums, ko veica pētnieki Ziemeļamerikas Nanohertz observatorijā gravitācijas viļņiem (NANOGrav liecina, ka mēs varētu noteikt šos viļņus, izmantojot radio teleskopus - jūs zināt, kādas tradicionālās iekārtas mēs izmantojam, lai veiktu tonnu astrofizikas pētījumi.

Šīs metodes atslēga? Pulsārs.

Šis termins ir stenoklis pulsējošai radio zvaigznei - augsti magnetizēts neitronu zvaigžņu kodols (pēc supernovas), kas rotē un aizdedzina spēcīgus elektromagnētiskā starojuma starus. NANOGrav zinātnieki uzskata, ka, ja mēs varam kontrolēt lielāku pulsāru skaitu debesīs, mēs varam atklāt zemas frekvences gravitācijas viļņus.

Lūk, kā tas darbosies. Zinātnieki ierosina, ka viņi var atklāt zemas frekvences gravitācijas viļņus, kas rodas no pārmērīgiem melnajiem caurumiem, kas pakāpeniski sadursmē viens otru. Šādi melni caurumi ietekmē kosmosa pozīcijas audumu ap tiem ar vāju vibrāciju, kas izplūst, it kā ūdenī. Kad šīs vibrācijas iet uz Zemi - kas aizņem no dažiem mēnešiem līdz gadam -, tās liek mums tik nedaudz novirzīties attiecībā pret Visuma pulsāriem.

Pašlaik mūsu vienīgā cerība atrast gravitācijas viļņus, kas peld pāri Zemei, ir mūsu zemes instrumentiem (vai pat kosmosa instrumentiem, piemēram, eLISA), lai šos sīkos signālus uztvertu un ilgstoši izmērītu.

Miglas pulsārs ir viens no nedaudzajiem identificējamiem pulsāriem, kas ir pazīstams cilvēkam, un tas ir jaunais pārpalikums no supernovas. pic.twitter.com/NxIijykd8N

- Tūkstošgades astronomija (@astromillennium) 2016. gada 16. februārī

Tāpēc NANOGrav vēlas izmantot pulsārus, lai atrastu šos zemas frekvences gravitācijas signālus. Pulsars - īpaši milisekundes pulsāri - izstaro radio viļņus, no kuriem daži padara to uz zemes, un tos var izmērīt, izmantojot vienkāršu radio teleskopu.

Kā izrādās, šos pulsārus ietekmē gravitācijas viļņi, ko izspiež supermassīvi melni caurumi. Tas, savukārt, ietekmē radiosakarus, ko izstaro pulsāri. Tātad mērījumu maiņa radio viļņos ir transitīvs veids, kā noteikt paši gravitācijas viļņus.

Jaunā pētījuma astrofizisti apgalvo, ka nevaram paļauties tikai uz vienu vai dažiem pulsāriem, lai sekotu līdzīgiem gravitācijas viļņiem. Mums vajadzētu aplūkot visu pulsāru tīklu. Tāpēc NANOGrav nolēma uzraudzīt 54 no šiem bērniem.

Šī jaunā metode rada nepieciešamību pēc ļoti dārgām, īpaši jutīgām iekārtām, lai veicinātu rentablākus instrumentus, lai veiktu to pašu izpēti.

Tagad, šeit ir sliktās ziņas: līdz šim pētniekiem nav bijis nekādu veiksmi, kas faktiski atklātu gravitācijas viļņu radītos signālus. Viņiem ir jāpievieno savam tīmeklim vairāk pulsāru.

Tomēr viņi nenodod cerību.

„Gravitācijas viļņi visu laiku mazgā pa Zemi,” laikraksta preses izdevumā stāstīja dokumenta vadošais autors un post-doc NASA Jet Propulsion Laboratory. “Ņemot vērā pulsāru skaitu, ko novēro NANOGrav un citas starptautiskās komandas, mēs sagaidām, ka nākamajos desmit gados būs skaidri un pārliecinoši pierādījumi par zemas frekvences gravitācijas viļņiem.”