oktober 6, 2022

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Astronomer ser et snev av gravitasjonsbølgebakgrunnen til universet

Astronomer ser et snev av gravitasjonsbølgebakgrunnen til universet

Gravitasjonsbølgeastronomi er fortsatt i sin spede begynnelse. LIGO og andre observatorier har åpnet et nytt vindu mot universet, men deres gravitasjonssyn på kosmos er begrenset. For å utvide vårt syn har vi det nordamerikanske Nanohertz Gravitational Wave Observatory (NANOGrav).

Gravitasjonsbølger er skapt av bevegelse av massive gjenstander. De fleste gravitasjonsbølgene vi har oppdaget kommer fra sammenslåing av sorte hull. I sine siste øyeblikk kretser binære sorte hull veldig raskt, og produserer raske og sterke gravitasjonsbølger. Men de fleste gravitasjonsbølgene som beveger seg gjennom universet er ikke raske eller sterke. De er de svake ekkoene i bane rundt sorte hull som ikke er i ferd med å smelte sammen. De langsomme banene deres skaper en bakgrunn av gravitasjonsbølger. En enkelt bølge fra en av disse kildene kan ta år å fullføre en syklus.

Grafisk som viser lys fra en pulsar som reiser til jorden midt i et hav av gravitasjonsbølger. Kreditt: NANOGrav / T. Klein

For å oppdage disse gravitasjonsbølgene observerer NANOGrav radiopulser fra raskt spinnende nøytronstjerner, kjent som millisekundpulsarer. De fleste av disse pulsarene er veldig regelmessige, så en endring i pulsfrekvensen er forårsaket av en endring i bevegelsen i forhold til jorden. I utgangspunktet er NANOGrav som LIGO, men på skalaen til vår galakse. Men fordi disse gravitasjonsbølgene i bakgrunnen svinger så sakte, tar det år å observere en endring i pulsarer på grunn av dem.

NANOGrav har observert pulsarer i over et dusin år og har nettopp gitt ut noen innledende resultater. I studien analyserte teamet 45 millisekunder pulsarer som de vet har veldig konstante pulsfrekvenser. Noen av dem har blitt observert i 12,5 år, men alle har blitt observert i minst 3 år. Da de filtrerte ut de falske støyeffektene, fant de det som ser ut til å være et bakgrunnssignal for gravitasjonsbølger med en svingningsperiode på omtrent et år. De kan ikke bevise at gravitasjonsbølger er kilden til dette signalet, men de har utelukket andre muligheter, inkludert eventuelle skjevheter i deres data.

READ  Isjiassmerter: de beste øvelsene for å unngå denne plagen

Mens et tiår med observasjoner virker som lang tid, er det bare et øyeblikk i tid for mange av disse gravitasjonsbølgene. For å forstå dem bedre, må vi fortsette å lete mye lenger.

Henvisning: Arzoumanian, Zaven et al. «NANOGrav 12,5-års datasett: Søke etter en isotrop stokastisk gravitasjonsbølgebakgrunn. » The Astrophysical Journal Letters 905.2 (2020): L34.