Minnesota Üniversitesi’ndeki araştırmacıların liderliğindeki uluslararası bir ekip, tespit edildikten sonra 30 saniye içinde uyarı gönderecek gelişmiş yerçekimsel dalga tespit teknolojisine sahip. Bu hızlı bildirim sistemi, nötron yıldızları ve kara deliklerin incelenmesine ve ağır elementlerin yaratılmasına yardımcı olur.
Yeni bir çalışma, yerçekimi dalgalarının (uzay ve zamandaki dalgalanmalar) tespitini geliştirecek. Minnesota Üniversitesi Twin Cities Bilim ve Mühendislik Fakültesi’ndeki bilim insanları, araştırmayı uluslararası bir ekiple birlikte yönetti.
Araştırma, tespitten sonraki 30 saniye içinde gökbilimcilere ve astrofizikçilere uyarı göndererek nötron yıldızları ve kara deliklerin yanı sıra altın ve uranyum dahil ağır elementlerin nasıl üretildiğinin anlaşılmasına yardımcı olmayı amaçlıyor.
Bulgular yakın zamanda yayınlandı. Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı Amerika Birleşik Devletleri (PNAS), hakemli, açık erişimli, bilimsel bir dergidir.
Yerçekimi Dalgası Algılama Teknolojisi
Yerçekimi dalgaları, uzay-zamanı bir yönde sıkıştırırken, dikey yönde gererek uzay-zamanla etkileşime girer. Bu nedenle mevcut en son teknolojiye sahip yerçekimsel dalga dedektörleri L şeklindedir ve iki ışık kaynağının birleşimiyle üretilen girişim modellerine bakan bir ölçüm yöntemi olan interferometri kullanarak lazerin göreceli uzunluklarını ölçer. Tespit yerçekimi dalgaları hassas ölçümler için lazerin uzunluğunun ölçülmesini gerektirir: yaklaşık dört ışıkyılı uzaklıktaki en yakın yıldızın insan saçı genişliğine kadar olan mesafesini ölçmeye eşdeğerdir.
Grafik, araştırmacıların bir uyarı göndermesi için gereken süreyi gösteriyor; ortalama olarak uyarı süresi 30 saniyenin altında. Kredi bilgileri: Andrew Toivonen
Yerçekimi Dalgası Algılamada Geliştirmeler
Bu araştırma çalışmanın bir parçası LİGO-Virgo-KAGRA (LVK) İşbirliği, dünya çapında yerçekimsel dalga interferometrelerinden oluşan bir ağ.
En son simülasyon kampanyasında, önceki gözlem dönemlerinden elde edilen veriler kullanılmış ve yazılım ve ekipman yükseltmelerinin performansını göstermek için simüle edilmiş yerçekimi dalgası sinyalleri eklenmiştir. Yazılım, sinyallerin şeklini algılayabiliyor, sinyalin nasıl davrandığını izleyebiliyor ve nötron yıldızları veya kara delikler gibi olaya hangi kütlelerin dahil olduğunu tahmin edebiliyor. Nötron yıldızları var olduğu bilinen en küçük, en yoğun yıldızlardır ve büyük yıldızların süpernovalarda patlamasıyla oluşurlar.
Gerçek Zamanlı Uyarılar ve Gözlemsel Gelişmeler
Bu yazılım bir yerçekimi dalgası sinyali tespit ettiğinde, sinyalin gökyüzünde nerede bulunduğunu bildirmek için genellikle gökbilimciler veya astrofizikçilerin de dahil olduğu abonelere uyarılar gönderir. Bu gözlem dönemindeki iyileştirmeler sayesinde bilim insanları, yerçekimsel bir dalganın tespit edilmesinden sonra 30 saniyenin altında bir sürede daha hızlı uyarı gönderebilecekler.
“Bu yazılımla yerçekimi dalgasını tespit edebiliyoruz” nötron yıldızı Tam olarak nereye bakacağımızı bilmediğimiz sürece normalde görülemeyecek kadar zayıf çarpışmalar,” dedi Ph.D. Andrew Toivonen. Minnesota Üniversitesi Twin Cities Fizik ve Astronomi Okulu öğrencisi. “Önce yerçekimsel dalgaları tespit etmek, çarpışmanın yerini tespit etmeye ve gökbilimcilerin ve astrofizikçilerin daha ileri araştırmaları tamamlamalarına yardımcı olacak.”
Gökbilimciler ve astrofizikçiler bu bilgiyi nötron yıldızlarının nasıl davrandığını anlamak, nötron yıldızları ile kara deliklerin çarpışması arasındaki nükleer reaksiyonları incelemek ve altın ve uranyum dahil ağır elementlerin nasıl üretildiğini anlamak için kullanabilirler.
Bu, Lazer Girişimölçer Yerçekimi Dalga Gözlemevi’nin (LIGO) kullanıldığı dördüncü gözlem çalışmasıdır ve Şubat 2025’e kadar gözlem yapacaktır. Son üç gözlem dönemi arasında, bilim insanları sinyallerin tespitinde iyileştirmeler yaptı. Bu gözlem çalışması sona erdikten sonra araştırmacılar, uyarıları daha da hızlı göndermek amacıyla verilere bakmaya ve daha fazla iyileştirme yapmaya devam edecek.
Referans: Sushant Sharma Chaudhary, Andrew Toivonen, Gaurav Waratkar, Geoffrey Mo, Deep Chatterjee, Sarah Antier, Patrick Brockill, “Düşük gecikmeli yerçekimi dalgası uyarı ürünleri ve dördüncü LIGO-Virgo-KAGRA gözlem koşusu sırasındaki performansları”, Michael W. Coughlin, Reed Essick, Shaon Ghosh, Soichiro Morisaki, Pratyusava Baral, Amanda Baylor, Naresh Adhikari, Patrick Brady, Gareth Cabourn Davies, Tito Dal Canton, Marco Cavaglia, Jolien Creighton, Sunil Choudhary, Yu-Kuang Chu, Patrick Clearwater , Luke Davis, Thomas Dent, Marco Drago, Becca Ewing, Patrick Godwin, Weichangfeng Guo, Chad Hanna, Rachael Huxford, Ian Harry, Erik Katsavounidis, Manoj Kovalam, Alvin KY Li, Ryan Magee, Ethan Marx, Duncan Meacher, Cody Messick, Xan Morice-Atkinson, Alexander Pace, Roberto De Pietri, Brandon Piotrzkowski, Soumen Roy, Surabhi Sachdev, Leo P. Singer, Divya Singh, Marek Szczepanczyk, Daniel Tang, Max Trevor, Leo Tsukada, Verónica Villa-Ortega, Linqing Wen ve Daniel Wysocki, 23 Nisan 2024, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı.
DOI: 10.1073/pnas.2316474121
Çok kurumlu makale, Toivonen’in yanı sıra Minnesota Üniversitesi Fizik ve Astronomi Okulu’nda Yardımcı Doçent olan Michael Coughlin’i de içeriyordu.
LIGO, Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilmektedir ve Caltech tarafından işletilmektedir. MİT. Dünyanın dört bir yanından 1.200’den fazla bilim insanı ve 100’e yakın kurum bu çalışmalara katılıyor. LIGO Bilimsel İşbirliği.