Astronomii scot Gobs de Pulsars pentru a vâna pentru valuri gravitaționale

Când oamenii de știință au detectat în cele din urmă undele gravitaționale cu câteva săptămâni în urmă, a fost o realizare de 14 ani în realizarea lor, folosind instrumente proiectate să găsească un semnal la fel de mic ca 1/1000 diametrul unui proton. Și dacă vrem să continuăm studierea undelor gravitaționale în viitor, va trebui să găsim o cale mai simplă de a le căuta, una care nu necesită un instrument de artă de 4 km lungime.

Un nou studiu realizat de cercetătorii de la Observatorul nord-american Nanohertz pentru undele gravitaționale (NANOGrav sugerează că am putea detecta acele valuri folosind telescoapele radio - știi, tipurile de echipamente convenționale pe care le folosim pentru a efectua o tonă de cercetare astrofizică deja.

Cheia acestei metode? Pulsar.

Termenul este o stenogramă pentru pulsarea stelei radio - o rămășiță de miez de stele cu neutroni puternic magnetizate (post-supernova) care rotește și declanșează radiații puternice de radiație electromagnetică. Oamenii de știință NANOGrav cred că dacă putem monitoriza un număr mai mare de pulsari pe cer, putem detecta unde gravitaționale de joasă frecvență.

Iată cum ar funcționa asta. Oamenii de știință propun să detecteze undele gravitaționale de joasă frecvență, care provin de la perechi de găuri negre supermassive care se orbitează reciproc pe un curs de coliziune treptată. Astfel de găuri negre afectează țesătura în spațiu în jurul lor cu vibrații slabe care se rup în afară, ca în apă. Când aceste vibrații trec pe Pământ - care durează de la câteva luni până la un an - ne determină să ne schimbăm într-un fel ușor în raport cu pulsarii universului.

Chiar acum, singura noastră speranță de a găsi valuri gravitaționale care zboară în jurul Pământului este pentru instrumentele noastre bazate pe sol (sau chiar pentru instrumente pe bază de spațiu, cum ar fi eLISA) să ridice semnalele minuscule și să le măsoare continuu pentru o lungă perioadă de timp.

Pulsarul nebuloasei este unul dintre puținele pulsare identificabile omului și este o rămășiță tânără de la o supernova. pic.twitter.com/NxIijykd8N

- Astronomia Mileniului (@ astromillennium) 16 februarie 2016

Deci, NANOGrav vrea să utilizeze pulsari pentru a găsi aceste semnale de gravitație cu frecvență joasă. Pulsarii - în special pulsarele de milisecunde - emit unde radio, unele dintre ele făcând pe pământ și pot fi măsurate cu ajutorul unui telescop radio simplu.

După cum se dovedește, acei pulsari sunt afectați de valuri gravitaționale scoase de găuri negre supermassive. Aceasta, la rândul său, afectează undele radio emise de acești pulsari. Deci măsurarea schimbărilor în undele radio este o modalitate tranzitorie de a detecta undele gravitaționale.

Astrofizicii din noul studiu spun că nu ne putem baza doar pe unul sau câțiva pulsari pentru a urmări valurile gravitaționale de genul acesta. Ar trebui să ne uităm la o întreagă rețea de pulsari. Astfel, NANOGrav a decis să monitorizeze 54 dintre acești copii.

Această metodă nouă scapă de necesitatea echipamentelor extrem de costisitoare, ultra-sensibile, în favoarea instrumentelor mai eficiente din punct de vedere al costurilor, pentru a face în același mod aceeași cercetare.

Acum, iată vestea proastă: până în prezent, cercetătorii nu au avut noroc să detecteze de fapt semnale care rezultă din valurile gravitaționale. Ei trebuie să adauge mai mulți pulsari pe web.

Totuși, ei nu renunță la speranță.

"Undele gravitaționale se spală de-a lungul Pământului tot timpul", a declarat într-un comunicat de presă Stephen Taylor, autorul principal al ziarului și un post-doc la laboratorul de propulsie Jet al NASA. Avand in vedere numarul de pulsari observate de NANOGrav si alte echipe internationale, ne asteptam sa aiba dovezi clare si convingatoare de valuri gravitationale de joasa frecventa in urmatorul deceniu.