นักดาราศาสตร์ที่ใช้ MeerKAT Pulsar Timing Array ซึ่งเป็นการทดลองระดับนานาชาติที่ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ MeerKAT ในแอฟริกาใต้ ได้ค้นพบหลักฐานเพิ่มเติมของสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดจากการรวมตัวกันของหลุมดำมวลมหาศาล
ไมล์และคณะ- ได้สร้างแผนที่คลื่นความโน้มถ่วงทั่วจักรวาลที่มีรายละเอียดมากที่สุดจนถึงปัจจุบัน เครดิตรูปภาพ: Carl Knox / OzGrav / มหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Swinburne / หอดูดาวดาราศาสตร์วิทยุแห่งแอฟริกาใต้
ดร. Matt Miles นักดาราศาสตร์จาก ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGRav) และ Swinburne University of Technology กล่าวว่า "การวิจัยของเราเปิดเส้นทางใหม่ในการทำความเข้าใจจักรวาลที่เราอาศัยอยู่"
“การศึกษาภูมิหลังช่วยให้เราสามารถรับฟังเสียงสะท้อนของเหตุการณ์จักรวาลในช่วงหลายพันล้านปีได้ มันเผยให้เห็นว่ากาแลคซีและจักรวาลเองมีวิวัฒนาการอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป”
MeerKAT Pulsar Timing Array สังเกตพัลซาร์ที่หมุนดาวนิวตรอนอย่างรวดเร็ว และจับเวลาให้แม่นยำระดับนาโนวินาที
พัลซาร์ทำหน้าที่เป็นนาฬิกาธรรมชาติ และพัลส์คงที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ที่เกิดจากการส่งผ่านคลื่นความโน้มถ่วง
เครื่องตรวจจับขนาดกาแล็กซีนี้ให้โอกาสในการทำแผนที่คลื่นความโน้มถ่วงทั่วท้องฟ้า เผยรูปแบบและจุดแข็งที่ท้าทายสมมติฐานก่อนหน้านี้
“มักสันนิษฐานกันว่าพื้นหลังของคลื่นความโน้มถ่วงจะกระจายไปทั่วท้องฟ้าอย่างสม่ำเสมอ” โรวีนา นาธาน นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยออซกราฟและโมนาชกล่าว
กล้องโทรทรรศน์ขนาดกาแล็กซีที่เกิดจากแผงจับเวลาพัลซาร์ของเมียร์แคตช่วยให้เราจัดทำแผนที่โครงสร้างของสัญญาณนี้ได้อย่างแม่นยำอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน ซึ่งอาจเปิดเผยข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับแหล่งที่มาของมันได้
นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบหลักฐานเพิ่มเติมเกี่ยวกับสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดจากการรวมตัวกันของหลุมดำมวลมหาศาล และจับสัญญาณที่แรงกว่าการทดลองระดับโลกที่คล้ายกัน และทำได้ในเวลาเพียงหนึ่งในสามของเวลาเท่านั้น
“สิ่งที่เราเห็นบ่งบอกถึงเอกภพที่มีพลังและกระตือรือร้นมากกว่าที่เราคาดไว้” ดร. ไมล์สกล่าว
“เรารู้ว่าหลุมดำมวลมหาศาลกำลังรวมตัวกัน แต่ตอนนี้เราเริ่มถามว่าพวกมันอยู่ที่ไหน และมีกี่หลุมข้างนอกนั่น”
นักวิจัยได้สร้างแผนที่คลื่นความโน้มถ่วงที่มีรายละเอียดสูงโดยใช้อาร์เรย์ไทม์มิ่งพัลซาร์ ปรับปรุงตามวิธีการที่มีอยู่
แผนที่นี้เผยให้เห็นความผิดปกติที่น่าสนใจ — ฮอตสปอตที่ไม่คาดคิดในสัญญาณที่บ่งบอกถึงความลำเอียงของทิศทางที่เป็นไปได้
“การมีอยู่ของฮอตสปอตสามารถบอกถึงแหล่งกำเนิดคลื่นความโน้มถ่วงที่ชัดเจน เช่น หลุมดำคู่หนึ่งซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราหลายพันล้านเท่า” นาธานกล่าว
“การดูเค้าโครงและรูปแบบของคลื่นความโน้มถ่วงแสดงให้เราเห็นว่าจักรวาลของเรามีอยู่ในปัจจุบันนี้ได้อย่างไร และมีสัญญาณจากด้านหลังสุดของบิ๊กแบง”
“ยังมีงานที่ต้องทำอีกมากเพื่อระบุความสำคัญของฮอตสปอตที่เราพบ แต่นี่เป็นก้าวที่น่าตื่นเต้นสำหรับสาขาของเรา”
“การค้นพบเหล่านี้เปิดคำถามที่น่าตื่นเต้นเกี่ยวกับการก่อตัวของหลุมดำขนาดใหญ่และประวัติศาสตร์ยุคแรกเริ่มของจักรวาล”
“การตรวจสอบเพิ่มเติมด้วยอาร์เรย์ MeerKAT จะปรับแต่งแผนที่คลื่นความโน้มถ่วงเหล่านี้ ซึ่งอาจเผยให้เห็นปรากฏการณ์จักรวาลใหม่ๆ”
“การวิจัยยังมีนัยอย่างกว้างๆ โดยเสนอข้อมูลที่อาจช่วยนักวิทยาศาสตร์นานาชาติในการสำรวจต้นกำเนิดและวิวัฒนาการของหลุมดำมวลมหาศาล การก่อตัวของโครงสร้างกาแลคซี และแม้แต่เบาะแสของเหตุการณ์จักรวาลในยุคแรกๆ”
ผลลัพธ์ถูกตีพิมพ์ในเอกสารสามฉบับในประกาศรายเดือนของ Royal Astronomical Society-
-
แมทธิว ไมล์สและคณะ- 2024. อาร์เรย์จับเวลา MeerKAT Pulsar: การเปิดเผยข้อมูล 4.5 ปี สัญญาณรบกวนและสุ่มของประชากรพัลซาร์มิลลิวินาทีมนราสในสื่อ; ดอย: 10.1093/mnras/stae2572
แมทธิว ไมล์สและคณะ- 2024. MeerKAT Pulsar Timing Array: การค้นหาคลื่นความโน้มถ่วงครั้งแรกด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ MeerKATมนราสในสื่อ; ดอย: 10.1093/mnras/stae2571
แคทริน กรันธาลและคณะ- 2024. MeerKAT Pulsar Timing Array: แผนที่ท้องฟ้าที่มีคลื่นโน้มถ่วงพร้อมการเปิดเผยข้อมูล 4.5 ปีมนราสในสื่อ; ดอย: 10.1093/mnras/stae2573
