Астрономи сканують пульсарів, щоб полювати на гравітаційні хвилі

Коли вчені нарешті виявили гравітаційні хвилі кілька тижнів тому, це було досягненням 14 років у створенні, використовуючи прилади, призначені для пошуку сигналу, як мінімум, 1/1000 діаметра протона. І якщо ми хочемо продовжувати вивчати гравітаційні хвилі в майбутньому, нам потрібно буде знайти більш простий спосіб шукати їх, який не вимагає 4-ти кілометрового сучасного інструменту.

Нове дослідження дослідників Північноамериканської обсерваторії наногерців для гравітаційних хвиль (NANOGrav пропонує нам виявити ці хвилі за допомогою радіотелескопів - ви знаєте, види звичайного обладнання, яке ми використовуємо для проведення тонну астрофізичних досліджень.

Ключ до цього методу? Пульсар.

Цей термін є скороченим для пульсуючої радіозвезди - сильно намагніченого залишку ядра нейтронної зірки (пост-наднова), який обертається і випускає потужні пучки електромагнітного випромінювання. Учені NANOGrav вважають, що якщо ми зможемо спостерігати за великим числом пульсарів по небу, ми можемо виявити низькочастотні гравітаційні хвилі.

Ось як це буде працювати. Вчені пропонують виявити низькочастотні гравітаційні хвилі, що походять від пар супермасивних чорних дір, що обертаються один на одного на поступовому курсі зіткнення. Такі чорні діри впливають на тканину простору-елемента навколо них зі слабкими вібраціями, що пульсують, як у воді. Коли ці вібрації проходять Землю - яка займає від декількох місяців до року - вони змушують нас злегка зміщуватися по відношенню до пульсарів Всесвіту.

В даний час наша єдина надія знайти гравітаційні хвилі, що летять повз Землю, для наших наземних інструментів (або навіть космічних інструментів, таких як eLISA), щоб забрати ці крихітні сигнали і виміряти їх безперервно протягом тривалого часу.

Пульсар туманності є одним з небагатьох відомих людині пульсарів і є молодим залишком від наднової. pic.twitter.com/NxIijykd8N

- Астрономія тисячоліття (@astromillennium) 16 лютого 2016 року

Тому NANOGrav хоче використовувати пульсари для пошуку цих низькочастотних гравітаційних сигналів. Пульсари - конкретно мілісекундні пульсари - випромінюють радіохвилі, деякі з яких роблять її на землю і можуть бути виміряні за допомогою простого радіотелескопа.

Як виявилося, ці пульсари піддаються впливу гравітаційних хвиль, що випливають надмасивними чорними дірами. Це, у свою чергу, впливає на радіохвилі, які виділяють ці пульсари. Тому вимірювання зрушень у радіохвилях є транзитивним способом самостійного виявлення гравітаційних хвиль.

Астрофізики нового дослідження говорять, що ми не могли покладатися лише на один або декілька пульсарів, щоб відстежити такі гравітаційні хвилі. Ми повинні будемо дивитися на цілу мережу пульсарів. Так NANOGrav вирішив відстежити 54 з цих немовлят.

Цей новий метод скасовує необхідність ультра-дорогого, ультра-чутливого обладнання на користь більш економічних інструментів для того, щоб зробити те саме дослідження.

Тепер, ось погана новина: поки що дослідники не мали жодного щастя, щоб виявити сигнали, що виникають внаслідок гравітаційних хвиль. Їм потрібно додати більше своїх пульсарів до своєї мережі.

Тим не менш, вони не відмовляються від надії.

"Гравітаційні хвилі весь час миються над Землею", - сказав у прес-релізі Стівен Тейлор, провідний автор статті та постдоктор лабораторії реактивного руху НАСА. "Враховуючи кількість пульсарів, що спостерігаються NANOGrav та іншими міжнародними командами, ми очікуємо чітких і переконливих доказів низькочастотних гравітаційних хвиль протягом наступного десятиліття".