Objav gravitačnej vlny tantricizuje nové stopy

V novom článku publikovanom v časopise Astrophysical Journal Supplements z januára 2021 projekt NANOGrav uviedol detekciu nevysvetliteľných výkyvov, ktoré zodpovedali pôsobeniu gravitačných vĺn, v priebehu 45 pulzarov na oblohe a za určité obdobie. Boli merané 12 1/2 roka

Pulsary sú husté kúsky materiálu, ktoré zostali po výbuchu hviezdy ako supernovy. Pri pohľade zo Zeme je vidieť, že pulzar bliká a zastaví sa. V skutočnosti svetlo pochádza z dvoch stacionárnych lúčov, ktoré pochádzajú z opačných strán pulzaru a rotujú ako maják. Ak gravitačné vlny prechádzajú medzi pulzarom a Zemou, časopriestorová mikroskopická disperzia a stláčanie zavedie malú odchýlku v inak pravidelnom čase pulzaru. Ale tento efekt je jemný a pulzárny čas ovplyvňuje aj viac ako tucet ďalších faktorov. Hlavnou časťou práce vykonanej NANOGrav je extrakcia týchto faktorov z časových údajov každého pulzaru pred hľadaním signálov pre gravitačné vlny.

LIGO a Panna detegujú gravitačné vlny z jednotlivých párov čiernych dier (alebo iných hustých objektov nazývaných neutrónové hviezdy). Naproti tomu NANOGrav hľadá „pozadie“ spojitej gravitačnej vlny alebo nespočetné dvojice nespočetných černochov obiehajúcich okolo seba vo vesmíre so špičkou vlny vytvorenej miliardy rokov. S týmito objektmi sa vytvárajú gravitačné vlny Veľmi dlhá vlnová dĺžka V porovnaní s detekciou zverokruhmi LIGO a Panna – tak dlho, že môže trvať roky, kým jedna vlna prejde stacionárnym detektorom. Takže zatiaľ čo LIGO a Panna dokážu detekovať tisíce vĺn za sekundu, objav NANOGravu si vyžaduje roky údajov.

Rovnako lákavý ako posledný objav, tím NANOGrav nie je ochotný tvrdiť, že našiel dôkazy o pozadí gravitačných vĺn. Prečo váhať? Na potvrdenie priamej detekcie signatúry z gravitačných vĺn musia nandžorskí vedci nájsť konkrétny vzor v signáloch medzi jednotlivými pulzarmi. Podľa Einsteinovej teórie všeobecnej relativity by mal vplyv pozadia gravitačnej vlny pôsobiť na čas pulzaru mierne odlišne v závislosti od jeho vzájomnej polohy.

V tomto okamihu je signál príliš slabý na to, aby bolo možné tieto vzory osobitne rozlíšiť. Aby sa zvýšil signál, NANOGrav bude musieť na rozšírenie svojho súboru údajov obsahovať viac pulzarov, čo umožní oveľa dlhšie štúdie, ktoré zvýšia citlivosť poľa. NANOGrav zhromažďuje svoje údaje s údajmi z iných experimentov s časovým harmonogramom Pulsar v spoločnom úsilí Medzinárodného časovacieho poľa Pulsar v spolupráci s výskumníkmi využívajúcimi najväčšie rádioteleskopy na svete.

„Na detekciu gravitačných vĺn pomocou časovacích polí pulzaru je potrebná trpezlivosť,“ uviedol Scott Ransom, súčasný predseda Národného rádioastronomického observatória a Nandžavry. „V súčasnosti analyzujeme viac ako tucet rokov údajov, ale pravdepodobnosť definitívnej identifikácie bude trvať ešte pár ďalších. Je skvelé, že tieto nové výsledky sú presne to, čo sme hľadali, aby sme sa plazili bližšie k objavu Dúfam, že uvidím. “

Tím NANOGrav diskutoval o svojich zisteniach na tlačovej konferencii na 237. stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti 11. januára. Obaja astronómovia uskutočnili v dňoch 10. až 15. januára laboratórium Jet Propulsion Laboratory NASA v južnej Kalifornii. A spoluautorom článku Zwane Arzomanian v Goddardovom vesmírnom letovom stredisku NASA v Marylande. Joseph Simon, výskumný pracovník na University of Colorado Boulder a hlavný autor príspevku, vykonal pre tento post veľa analýz ako postdoktorandský výskumník v JPL. Počas výskumu na JPL sa na výskume NANOGrav zúčastnilo viac postdoktorandov NASA. Nanjorv je spoluprácou amerických a kanadských astrofyzikov. Údaje v novej štúdii boli zhromaždené pomocou Green Bank Antenna v Západnej Virgínii a misky Arecibo v Portoriku.