天文学者は重力波を検出しました。今、彼らは宇宙の海を見たいと思っています

ウェストバージニア州のグリーンバンク望遠鏡は、重力波の背景の検索を支援しています。

天体物理学者は、急速に回転する数十個の死んだ星からの信号を使用して、宇宙の重力波の背景のうなりを検出するという目標の実現に近づいています。

2016年 に重力波の存在が確認されたとき、天体物理学の新しい分野が開かれました。2つのブラックホールが衝突し、レーザー干渉計重力波観測所の高感度機器でブリップを引き起こしたときに地球上で検出された時空の構造に波紋を送りました。それ以来、科学者たちは大規模なスマッシュアップによって生成されたより多くの重力波を拾い上げてきましたが、いわゆる重力波の背景を見る方法も探しています。比喩を使用するには:惑星のボートを揺さぶる大きな波を検出しました。そして今、私たちは宇宙の海で波の混乱全体が渦巻くのを見たいと思っています。

先月、重力波のための北米ナノヘルツ天文台は、最新のデータセットをThe Astrophysical JournalLettersに公開しました。その12年半のデータは、ウェストバージニア州のグリーンバンク望遠鏡とプエルトリコの最近崩壊したアレシボ天文台 によって行われた観測から編集されました。この論文は、45個のパルサーからの光の中で何がはっきりとしたパターンであるかを説明しています。これは、重力波の背景を特定するためのステップです。

「私たちが特に見つけているのは低周波信号であり、それはアレイ内のすべてのパルサーに共通の信号です」と、コロラド大学ボルダー校の天体物理学者で最近の論文の筆頭著者であるジョセフ・サイモンは記者会見で述べました。今日の会議。サイモンは、その信号は「重力波の背景の最初のヒントがどのように見えるかを私たちが期待するものです」と述べました。

パルサーは、いくつかの死んだ星の密集した回転する残骸です。ミリ秒パルサーは非常に高速に回転し(1秒間に数百回)、一部のパルサーは十分に信頼性が高いため、研究者はこれらのパルサーに対する惑星の相対位置のわずかな変化をカタログ化できます。チームは、天の川のパルサーからの電波パルスをアレイで使用して、衝突ではなく超大質量ブラックホールの軌道によって生成された低周波重力波の検出器の銀河サイズのネットワークを効果的に想起させました。チームが検索する重力の背景は、2016年にLIGOによって検出されたような孤立したブリップよりも、時空で一定のごちゃごちゃしたつぶやきのように見えます。

アレイは天の川全体に広がるパルサーで構成されています。

重力波は一般相対性理論によって予測されました。何十年にもわたる天体物理学的分析は、そのような波がパルサーの光が地球に到達するタイミングの変化を引き起こすと結論付けました。重力波の背景は 、それぞれの位置と相対位置に基づいてパルサーから見える光に影響を与え、その光の変化における特定の相関パターンは、重力波の背景を示します。チームは公式にはパターンを見つけていませんが、彼らはそれの始まりを見つけたと思っています。

天体物理学者はパルサーの配列から12年以上のデータを調べましたが、パターンを確認するには、さらに多くの時間とパルサーが必要です。チームが記録した波は、2016年にLIGOによって検出された重力波よりもはるかに長い波長を持っているため、研究の進展は緩やかです。

1つの課題は、パルサーのパルスが原子時計を使用して計時されることです。これにより、精度が失われる可能性があります。しかし、国立電波天文台の天文学者であり、最近の論文の共著者であるスコット・ランサム氏によると、最近のデータでは原子時計のエラーは除外されていました。

身代金は、重力波 を時空の海の波に例え、近くと遠くのさまざまなソースから来ます。重力波は互いに干渉し、その海で揺れ動く地球に重なり、惑星をほんのわずかに伸ばしたり圧縮したりします。

「それから私たちが推測できるのは、海が穏やかなのか荒れているのかを見ることができるのと同じです」とランサムは電話で言った。「この背景信号を見るだけで、宇宙の全歴史と銀河がどのように融合して相互作用するかについて多くの情報を得ることができます。」

サイモンとランサムの両方がアレシボ天文台の電波望遠鏡の喪失を悼みました。それは2回のケーブル故障の後で12月に崩壊し ました。研究チームは最初のケーブルが断線するまで天文台からデータを引き出していましたが、最近の論文には2017年までのデータしか含まれていませんでした。現在のデータセットは、重力波の背景の検索に役立つため、アレシボの一種の来世を提供します。今後数年間。

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