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现有的无线电望远镜可能很快可检测到引力波

2021-07-05 18:50:12来源:

引力波是时空的涟漪,由绿色电网表示,通过加速诸如相互作用的超大孔的体外的体产生。这些波浪影响了从脉冲条到到达地球的无线电信号所需的时间。学分:大卫冠军

从北美纳米赫尔兹的引力波观测台新出版的研究表明,现有的无线电望远镜可以很快可检测到低频重力。

最近通过激光干涉仪重力波观测站(Ligo)检测重力波来自两个黑洞,每个黑洞都是我们太阳质量的30倍,合并为一个。引力波跨越各种频率,需要检测不同的技术。

“如果我们能够监测在天空中蔓延的足够大量的脉冲星,斯蒂芬泰勒,本周在天体物理期刊字母中发表的铅泰勒说,如果我们能够监控足够大量的脉冲星。他是加利福尼亚州帕萨迪纳的NASA喷气机推进实验室的博士后研究员。“吸烟枪将看到所有这些都看到相同的偏差模式。”泰勒和同事们在帕萨迪纳的帕普纳和加州理工学院一直在研究使用脉冲脉检测来自低频重力波的信号的最佳方法。Pulsars是高度磁化的中子恒星,当巨大的星星作为超新星爆炸时留下的迅速旋转的恒星核心。

爱因斯坦的一般相对论理论预测,总喷头 - 超空间涟漪 - 从加速大量物体散发出来。纳米赫兹引力波从彼此绕过的叠加的叠加黑洞发射,每个含有数百万或10亿倍的质量比Ligo检测到的质量。这些黑洞各自起源于碰撞的单独星系的中心。它们慢慢地沿着近距离画在一起,最终将合并以创建一个单一的超尺寸黑洞。

当它们彼此轨道时,黑洞拉动空间的织物,并在蜘蛛网中的振动中形成一个微弱的信号,如蜘蛛网中的振动。当这种振动通过地球时,它略微弹出我们的行星,导致它相对于远处的脉冲条转移。由二元超迹象黑洞形成的引力波需要数月或数年才能通过地球并需要多年的观察来检测。

“银河合并是常见的,我们认为有许多星系窝藏了我们应该能够侦查的二元超大的黑洞,”泰勒的共同作者之一Joseph Lazio表示,还在JPL。“脉冲星将使我们能够看到这些巨大的物体,因为它们在慢慢螺旋在一起。”

一旦这些巨大的黑洞彼此非常接近,引力波太短而无法使用脉冲脉。基于空间的激光干涉仪,如ELISA,由欧洲航天局与美国国家航空航天局参与开发的特派团将在频段中运行,可以检测超大分料黑洞合并的签名。Lisa Pathfinder Mission,包括JPL管理的稳定推进器系统,目前正在测试未来ELISA任务所需的技术。

寻找超级分类黑洞二进制文件的证据对天文学家来说是一项挑战。星系的中心含有许多恒星,甚至怪物黑洞都很小 - 与太阳系的大小相媲美。在周围星系的眩光中看到这些二进制文件的可见签名很难对天文学家很难。

射频天文学家搜索,而是针对来自这些二进制文件的引力信号。2007年,纳米格拉夫开始观察一套最快的旋转脉冲线,以试图检测由引力波引起的微小换档。

Pulsars发出无线电波束,其中一些旋转一次横跨地球扫过。天文学家认为这是一种快速的无线电发射脉冲。大多数脉冲都均旋转几次一秒钟。但有些人称为毫秒脉冲线,旋转数百次更快。

“毫秒脉冲线具有极其可预测的到来时间,我们的仪器能够将它们衡量到百万分之一的速度,”莫尔加敦西弗吉尼亚大学的射频天文学家Maura Mclaughlin说,曼诺拉夫团队的成员。“因为这一点,我们可以用它们来检测地球位置令人难以置信的小班次。”

但是,JPL和CALTECH的天体物理学家小心认为,检测微弱的引力波可能需要超过一些脉冲线。“我们就像一个网络中心的蜘蛛,”JPL / CALTECH研究组的另一个成员Michele Vallisneri说。“我们在Pulsars网上的股线越多,我们就越有可能感觉到引力波通过。”

Vallisneri表示,完成这一壮举将需要国际合作。“NanoGrav目前正在监控54个脉冲条件,但我们只能看到一些南半球。我们需要与欧洲和澳大利亚的同事密切合作,以便获得此搜索所需的全天覆盖。“

当一组澳大利亚Pulsar研究人员报告说,当一组具有最精确的时序测量时,当一组澳大利亚Pulsar研究人员报告说,这种方法的可行性最近呼吁疑问。在研究这一结果之后,纳米格拉夫团队确定报告的非检测并不令人意外,并由乐观引力波模型的组合和太少的脉冲脉冲的分析。他们的一页响应最近通过Arxiv电子打印服务发布。

尽管技术挑战,但泰勒相信他们的团队在正确的轨道上。“引力波在地上一直在地上洗涤,”泰勒说。“鉴于纳米格拉维和其他国际团队所观察到的脉冲星数,我们希望在未来十年内明确令人信服地证明低频重力。”

NanoGrav是在美国和加拿大的十几家大多数科学家的合作。本集团使用在弗吉尼亚州西弗吉尼亚州(Nrao)的绿色银行望远镜上获得的无线脉冲运动定时观测,并在波多黎各的槟榔无线电观测站中寻找空间织物的涟漪。2015年,NanoGrav被国家科学基金会授予1450万美元,以创造和运营物理边疆中心。

“随着LIGO最近的引力波检测,纳米格拉瓦合作的杰出工作尤为相关,及时,”引力波研究总监PEDRO MARRONETI说。“这款NSF资助的物理边界中心有助于补充Ligo观察,将重力波检测的窗户扩展到非常低的频率。”

研究报告的PDF副本:我们到了吗?基于脉冲定时阵列限制检测纳米赫兹引力波的时间