“星系大小”太空天文台可能探测到微妙的引力波背景

地球嵌入时空中的代表性图示,因背景引力波而变形,并对观测到的脉冲星发出的无线电信号产生影响。Tonia Klein / NANOGrav
这引力波我们地球上的探测器捕捉到的并不是宇宙中唯一存在的引力波。科学家预计,宇宙中还弥漫着一种更微妙、更持久的杂音,即引力波背景。研究人员现在已经报告了第一个可能的探测迹象。
探测引力波黑洞或者中子星碰撞并非易事。引力波会挤压和扭曲时空,但其大小只有原子的一小部分。为了捕捉引力波背景,研究人员必须更加有创意地寻找它。
脉冲星。脉冲星是中子星,以极其规律的间隔脉动,这一特性使它们成为令人难以置信的宇宙时钟。美国和加拿大联合开展的项目——北美纳赫兹引力波观测站 (NANOGrav),作为银河系引力波观测站,监测了银河系的脉冲星。脉冲星脉动时间的变化可能是引力波信号,但需要大量数据才能确认和理解。
在天体物理学杂志快报,该团队报告称,他们从 13 年的数据中发现了第一个令人兴奋的结果,即低频信号。该团队能够排除许多与引力波无关的错误来源和影响,例如我们太阳系中的物质。剩下的是一个强有力的暗示,可能是引力波背景。
科罗拉多大学博尔德分校的首席作者约瑟夫·西蒙博士在一份声明中说:“看到数据中出现如此强烈的信号真是令人兴奋不已。”陈述“然而,由于我们正在寻找的引力波信号跨越了整个观测时间,我们需要仔细了解噪声。这让我们处于一个非常有趣的境地,我们可以强烈排除一些已知的噪声源,但我们还不能确定信号是否确实来自引力波。为此,我们需要更多数据。”
如果引力波背景信号得到证实,它将为宇宙的一些奥秘提供新的视角,例如星系中心的超大质量黑洞如何合并。这一直是物理学家们头疼的问题。
“这些引力波背景的初步迹象表明,超大质量黑洞很可能确实会合并,而我们正处于宇宙中各个星系中超大质量黑洞合并产生的引力波海洋中,”科罗拉多大学博尔德分校的朱莉·科默福德教授和 NANOGrav 团队成员在一篇论文中说道。陈述。
这项研究在美国天文学会第 237 届会议上通过线上方式发表,让人喜忧参半。数据收集的很大一部分来自现已停用的阿雷西博望远镜该核电站于去年倒塌,目前已退役。