Nanograv合作是国际Pulsar定时阵列(IPTA)的一部分,它宣布了长期引力的引力背景的第一个重要证据,这是时空的低频振动,预计将渗透到宇宙。这项成就来自15年的工作,创造了一个与银河系一样大的引力波检测器。
检测器,称为Pulsar定时阵列,使用一种特殊类型的中子星脉冲星(Pulsars)作品。中子之星是一颗超新星的巨大恒星的崩溃核心,但不足以变成黑洞。一些中子恒星发出辐射脉冲,表现出灯塔的作用,而这些特殊的这些脉冲星每秒旋转了数百次。
这些毫秒的脉冲星不仅是奇妙的宇宙灯塔 - 它们也是精确的时钟,因为脉冲之间的间隔非常规定。但是,有些事情会影响观察到的脉冲时序,例如伴侣恒星对脉冲星,星际介质和地球位置的影响。当所有这些都考虑到所有这些时,留下的是时空的效果被重力波改变。这些波伸展和推动时空,通过微小分数改变了脉冲的长度。
纳米格拉夫(Nanograv)定时工作组主席比夫·克罗马蒂(Dr Falluful Cromartie)博士在iflscience参加了一场新闻发布会上说:“脉冲星时机是创建模型的过程,该模型可以预测脉冲星的每一个脉搏。” “这是一种准确的竞争原子钟的精确性,这对于我们要实现的引力波敏感性是必不可少的。”
因此,通过以惊人的精度测量脉冲星的旋转,天文学家已经了解了时空中从未有过的振动。他们还没有称其为发现,因为数据尚未达到寓言的5- sigma阈值。但是模仿数据的噪音的机会是1,000分之一,在某些测试中,这是10,000分之一。因此声称这是有力的证据,最强的对于引力波背景的存在。
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相对于太阳(黄星),脉冲星的位置。图片来源:Nanograv合作
这些波的频率远低于地球上观测值中所见的频率,而且这些波浪已经非常敏感。 Ligo和处女座之类的人可以检测原子一部分时空的变化。但这是进一步的,这就是为什么检测器需要更大的原因。纳米格拉夫阵列中有68毫秒的脉冲星,每个脉冲星充当检测器的臂。
噪声预算工作组的联合主席Michael Lam博士解释说:“我们正在测量的幅度非常小。 “这比每个脉冲星中的噪声要低得多。因此,我们真正能够进行测量的唯一方法是将每个脉冲或手臂之间的测量值相关联。”
迄今已检测到的引力波来自特定事件。但是,这里有证据的背景不是一个事件。据信它来自宇宙中的所有超级质量黑洞,尽管有些海浪可能来自大爆炸本身或宇宙通胀时期。
当星系合并时,它们的超大质量黑洞彼此朝向。他们最终将互相绕并合并。我们不确定所有这些发生的事情是如何发生的,因为他们需要损失大量能量才能结合。据信,引力波背景是由已经通过了Parsec阈值的超质量黑洞产生的波浪制成的,预计将在10,000至100,000年内合并。这些都是巨大而常见的事件。
“要获得我们看到的这些类型的高幅度,我们需要相当庞大的黑洞,它们需要经常形成二进制物并有效地发展,”卢克·佐丹(Luke Zoltan Kelley)博士解释说。
应该可以将信号与超级质量黑洞二进制文件和宇宙诞生所带来的东西区分开。这样做的关键是各向异性,由于前者,天空的不同区域看起来会有所不同,因为这对黑洞不会在天空中无处不在。
范德比尔特大学(Vanderbilt University)的斯蒂芬·泰勒(Stephen Taylor)博士(STEPHEN TAYLOR)共同领导搜索,是该合作的现任主席。 “经过多年的工作,Nanograv正在为重力波宇宙打开一个全新的窗口。”
该团队希望最终能够做到这一点,并找到特定二进制超级黑洞的天空中的位置。最后一个目标实际上可能更早而不是晚些时候 - 也许在一两年之内,这要归功于IPTA。四个主IPTA成员Parkes Pulsar定时阵列(PPTA),欧洲Pulsar定时阵列(EPTA),印度Pulsar Time Array(INPTA)和Nanograv,南非和中国的团体是观察者,以及阿根廷的一个新群体开始工作。
这些小组今天也发布了他们的结果。鉴于望远镜的敏感性不同,世界各地可见的脉冲星数量也比其他群体的数据更具吸引力 - 例如,中国具有更高的信心,但在较短的时间范围内 - 但它们共同表示证据很强,并且独立支持。
“今天提出的结果标志着进入宇宙的新旅程,以揭示其一些未解决的谜团,”曼彻斯特大学乔德雷尔银行天体物理学中心讲师兼EPTA成员的讲师迈克尔·基思(Michael Keith)博士说,陈述。 “我们感到非常兴奋的是,在世界各地数百名天文学家和物理学家的数十年工作之后,我们终于看到了遥远宇宙引力波的签名。”
IPTA的下一步是将其数据组合在一起并将其分析在一起。 IPTA目录将有115个脉冲星,团队希望它会明确显示引力波背景的存在,甚至显示了将与其他望远镜一起跟进的超级质量黑洞的位置。
要查找大爆炸中留下的信号,它将比仅仅几年的时间更长,但是如果基金会扎实的是,IPTA将会发现更多的发现。全世界数百名科学家正在努力解开所有这些宇宙振动。
呈现这些结果的论文发表在天体物理日记信。