Gökbilimcilerden oluşan bir ekip, Dünya’dan 12,5 yıllık verileri derledi. Fermi Gammy Işını Uzayı Teleskop uzay-zamandaki dalgalanmaları ortaya çıkarmaya yardımcı olabilecek bir kozmik deniz fenerleri sistemi olan bir gama ışını pulsar zamanlama dizisi oluşturmak için.
Beri ilk gözlem 2016’daki yerçekimi dalgalarının ortaya çıkmasından sonra, gökbilimciler ve astrofizikçiler, yerçekimi dalgası arka planını, etkili bir şekilde bunların tüm okyanusunu tespit etmeye çalışıyorlar. uzay-zamanda dalgalar. Kara delikler ve nötron yıldızları gibi evrendeki en büyük nesnelerin hızlı dönüşleri ve çarpışmaları, Dünya’da tespit edilebilen yerçekimi dalgaları üretir.
bu LIGO ve Başak interferometreler, birkaç tane olan karadeliklerin birleşmesinden yerçekimi dalgaları aldı. Yıldız kütleli kara delikler olarak bilinen Güneşimizin büyüklüğünün iki katı. Ancak bilim adamları, birbirine çarpan iki süper kütleli karadelikten çıkan dalgalar gibi çok daha büyük dalgalar da görmek istiyorlar. Bu bir meydan okuma.
Bonn’daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nden bir gökbilimci olan Aditya Parthasarathy, yıldız kütleli kara delik birleşmelerinden kaynaklanan yerçekimi dalgaları “birkaç on ila yüzlerce kilometre uzunluğundadır ve bu nedenle yalnızca birkaç kilometre uzunluğundaki dedektörlere ihtiyacımız var” dedi. , Almanya ve yeni makalenin ortak yazarı. “Süper kütleli kara delik birleşmelerinden kaynaklanan trilyon kilometre uzunluğundaki yerçekimi dalgalarını tespit etmek için galaksinin her tarafında bulunan bir dedektöre ihtiyacımız var!”
Galaksi çapında bir dedektör yapamayız. Ancak, yeni çalışmanın arkasındaki araştırmacıların yapmaya başladığı şey olan doğal olarak oluşan pulsarlardan yararlanabiliriz. Hızla dönen ölü yıldız kalıntılarından yayılan radyo dalgalarına dayanan, pulsar zamanlama dizisi adı verilen mevcut bir fikir üzerine inşa ettiler. Bu pulsarlar bir araştırmacıların belgelemelerini sağlayan öngörülebilir bir yol atımların Dünya’ya ulaşması için geçen süredeki ince değişiklikler. Bu değişiklikler, nabzın normalden biraz daha erken veya daha geç gelmesine neden olan uzay-zamandaki (yerçekimi dalgaları) bozulmalardan kaynaklanmaktadır..
Pulsarların sinyallerini ağlara dizmek, gökbilimcilerin galaktik ölçekli gözlemevleri oluşturmasına olanak tanır. Son ekibin yeni yaklaşımı, bu pulsarların bazıları tarafından üretilen ve bu pulsarlar tarafından tespit edilen gama radyasyonunu arar. Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu. Onların araştırması yayınlanan Science dergisinde.
Geçen sene, Kuzey Amerika Nanohertz Yerçekimi Dalgaları Gözlemevi, 45 Samanyolu pulsarından gelen ışıktaki bir deseni tanımlayan 12,5 yıllık bir veri seti yayınladı; bu düşük frekanslı bir sinyal, “yerçekimi dalgası arka planının ilk ipuçlarının nasıl görünmesini beklediğimiz, ” çalışmanın baş yazarına göre. Bu veriler iki radyo teleskopundan geldi: Batı Virginia’daki Green Bank Teleskobu ve Porto Riko’daki Arecibo Teleskobu. 2020’de çöktü.
Ancak pulsarlardan gelen radyo dalgalarını zamanlamak, yerçekimi dalgası arka planını bulmak için kusursuz bir yöntem değildir. Parthasarathy, pulsarlardan gelen radyo dalgalarının Dünya’ya ulaşması için gereken uzun mesafelerde, dalgaların yolculuğunu bozabilecek başıboş seçimlerle karşılaştıklarını kaydetti. Parthasarathy, “Ancak gama ışını fotonları başıboş elektronlardan habersizdir ve bu nedenle gama ışını gözlemleri bu ana gürültü kaynağından bağımsızdır” dedi. “Bu nedenle, gama ışını pulsar zamanlama dizisi, yerçekimi dalgası arka plan sinyalini incelemek için daha doğrudan bir sondadır.”
Tüm doğrudanlık bir yana, pulsarları gama radyasyonlarını kullanarak zamanlamak, gökbilimcilere radyo kaynaklarından bağımsız olarak kütleçekimsel dalga arka planının bir sondasını verecekti. gerçekte neler olduğuna dair daha eksiksiz bir resim.
Yerçekimi dalgası arka planı bazı yönlerden kozmik mikrodalga arka planına benzer, gökyüzünde baktığınız her yerde mevcut olan evrende görebildiğimiz en erken ışık. Ancak “bazı yönlerden, [cosmic microwave background]çünkü evrenin evriminin son birkaç milyar yılını takip ediyor ve en gürültülü (en yakın) kaynaklar ancak güçlü olabilir. [gravitational wave] ABD Deniz Araştırma Laboratuvarı’nda astronom ve makalenin ortak yazarı Matthew Kerr, Gizmodo’ya gönderdiği bir e-postada, bu ölçeklerde temelde hiçbir şey olmayan yüz binlerce yıllık kaynaklara sahip olduğunu söyledi.
Kerr, dalgaların “galaksilerin iç kısımlarının dinamiklerinin ve birleşme tarihinin büyük bir araştırması olduğunu ekledi. Ancak, galaksilerin yoğunlaşması, yıldız oluşturması ve büyümesi gerektiğinden, uzun zaman alan süper kütleli kara delikler var olana kadar başlamazlar.”
Fermi yaklaşımı henüz radyo teleskoplarınınki kadar hassas değil – son sonuçlar yaklaşık %30 iyi radyo pulsar zamanlama dizileri gibi – ancak gökbilimciler, yaklaşık beş yıl içinde Fermi’nin yerçekimi dalgası arka planını tespit etmede aynı derecede iyi olacağına inanıyorlar.
‘Huh, Bu Komik’: Fizikçiler W Bozonu için Yeni Ölçümden Memnun Kaldı