Yerçekimi dalgası olaylarını tespit etmek için yeni teleskop

Gezegenin karşıt taraflarında iki özdeş diziden oluşan yeni bir teleskop, yerçekimi dalgalarının kaynaklarını takip edecek.

Warwick Üniversitesi tarafından yönetilen Yerçekimi Dalgası Optik Geçici Gözlemcisi (GOTO), yerçekimi dalgası biliminin yeni bir çağına işaret ediyor. Gökyüzünü tamamen kaplamak için iki zıt konumda konuşlandırılan GOTO, uzayın kendi dokusunda dalgalanmalar yaratan şiddetli kozmik olaylar hakkında optik ipuçları için gökyüzünü tarayacak.

GOTO, Birleşik Krallık’taki Warwick Üniversitesi ve Avustralya’daki Monash Üniversitesi, yerçekimi dalgası dedektörleri ile elektromanyetik sinyaller arasındaki boşluğu ele almak istediklerinde başladı. Şimdi uluslararası işbirliğinin altısı İngiltere’de olmak üzere 10 ortağı var. GOTO, tam ölçekli tesisi kurmak için Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi’nden (STFC) 3,2 milyon £ fon aldı.

Monash Üniversitesi Fizik ve Astronomi Okulu’ndan Doçent Duncan Galloway, “Bu, İngiltere’nin Avustralya’da inşa edilecek yeni teleskoplarla bu projeyi desteklemeye istekli olması uluslararası bir işbirliği perspektifinden gerçekten cesaret verici” dedi.

“Yeni site bize yerçekimi dalgası algılamalarının karşılıklarını gözlemleme şansımızda büyük bir gelişme sağlıyor. Optik karşılıkları hemen algılamak, yerçekimi dalgası algılamalarından ne kadar öğrenebileceğimiz konusunda önemli bir faktör. Bu tür ilk olay olan GW170817 tespit edildi. 11 saat içinde; ancak GOTO ağımız gökyüzünde olabilir ve alanı dakikalar içinde bağımsız olarak gözlemleyebilir.”

Nötron yıldızları ve kara delikler gibi kozmik devlerin çarpışması ve birleşmesinin bir yan ürünü olarak uzun süredir varsayılan yerçekimi dalgaları, nihayet 2015 yılında Gelişmiş LIGO (Lazer İnterferometri Yerçekimi Dalgası Gözlemevi) tarafından doğrudan tespit edildi.

2015’ten bu yana, daha sonra birçok tespit yapıldı, ancak LIGO gibi gözlemevleri, yalnızca yerçekimi dalgasının etkilerini yerel uzay-zaman yamamızdan geçerken ölçebildiğinden, kaynağın başlangıç ​​noktasını bulmak zor olabilir.

GOTO, elektromanyetik spektrumda GW’nin kaynağını gösterebilecek optik sinyalleri arayarak bu gözlem boşluğunu doldurmak için tasarlanmıştır – kaynağı hızlı bir şekilde bulmak ve bu bilgiyi bir teleskop, uydu ve enstrüman filosunu yönlendirmek için kullanmak.

Çoğu GW sinyali büyük nesnelerin birleşmesini içerdiğinden, bu ‘görsel’ ipuçları son derece kısadır ve mümkün olduğunca çabuk bulunması gerekir, bu da GOTO’nun devreye girdiği yerdir. Buradaki fikir, GOTO’nun benzerleri arasında bir tür aracı olarak hareket edeceğidir. Bir yerçekimi dalgası olayının varlığını tespit eden LIGO ve olayın optik kaynağını inceleyebilen daha hedeflenebilir çok dalga boylu gözlemevleri.

GOTO’nun baş araştırmacısı Warwick Üniversitesi’nden Profesör Danny Steeghs şunları söyledi: “Dünyanın her yerinde, kaynak hakkında daha fazla bilgi edinmek için yerçekimi dalgaları tespit edildiğinde gökyüzüne bakabilecek teleskop filoları var. yerçekimi dalgası dedektörleri, dalgalanmaların nereden geldiğini tam olarak belirleyemiyor, bu teleskoplar nereye bakacağını bilmiyor.”

İspanya’nın Kanarya Adaları’ndaki La Palma’da bir prototip sistemin başarılı bir şekilde test edilmesinin ardından, proje çok daha genişletilmiş, ikinci nesil bir enstrüman kullanıyor.

Her biri sekiz ayrı 40 cm (16 inç) teleskoptan oluşan iki teleskop montaj sistemi şimdi La Palma’da çalışıyor. Kombine olarak, bu 16 teleskop, dijital sensörleri boyunca 800 milyon piksel ile çok geniş bir görüş alanını kaplar ve dizinin birkaç gecede bir görünür gökyüzünü taramasını sağlar.

Bu robotik sistemler, gökyüzünde sürekli devriye gezerek, aynı zamanda potansiyel yerçekimi dalgası olaylarının uyarılarına yanıt olarak belirli olaylara veya gökyüzü bölgelerine odaklanarak özerk olarak çalışacak.

Profesör Steeghs şöyle devam etti: “3,2 milyon sterlinlik STFC fonu ödülü, her zaman öngörüldüğü gibi GOTO’yu inşa etmemize izin vermede kritikti; en az iki bölgede geniş alanlı optik teleskop dizileri, böylece bunlar devriye gezebilir ve arama yapabilir. optik gökyüzü düzenli ve hızlı bir şekilde.

“Bu, GOTO’nun daha büyük teleskopların işaret etmesi için hedefler vermesi için çok ihtiyaç duyulan bağlantıyı sağlamasına izin verecek.”

Buna paralel olarak ekip, Avustralya’nın Siding Spring Gözlemevi’nde, La Palma kurulumuyla aynı iki montajlı, 16 teleskop sistemini içerecek bir alan hazırlıyor.

Plan, 2023’te LIGO/Virgo yerçekimi dalgası dedektörlerinin bir sonraki gözlem çalışmasına hazır olmak için her iki siteyi de bu yıl çalışır hale getirmektir.

Yerçekimi dalgası olayları için optik arama, yerçekimi dalgası astronomisinin evrimindeki bir sonraki adımdır. Daha önce bir kez başarıldı, ancak GOTO’nun yardımıyla çok daha kolay hale gelmeli.

Gökbilimciler, yerçekimi dalga sinyallerinin ikna edici karşılıklarını bulabilirlerse, mesafeleri ölçmek, kaynakları karakterize etmek, evrimlerini incelemek ve oluştukları ortamları belirlemek mümkün olacaktır.