现有射电望远镜很快就能探测到引力波

引力波是时空中的涟漪,由绿色网格代表,由相互作用的超大质量黑洞等加速物体产生

这些波浪影响脉冲星无线电信号到达地球所需的时间

大卫冠军一项新发表的研究来自北美Nanohertz引力波天文台揭示了现有射电望远镜很快就能探测到低频引力波激光干涉引力波天文台(LIGO)最近对引力波的探测来自两个黑洞,每个约有30次黑洞我们太阳的质量,融合成一个引力波,跨越多种频率,需要不同的技术来检测“如果我们能够监测到足够大量的脉冲星在天空中传播,探测这个信号是可能的,”斯蒂芬泰勒说

本周发表在“天体物理学杂志快报”上的论文的主要作者,他是一个帖子加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室的研究员“吸烟枪将会看到所有这些偏差的相同模式”JPL和帕萨迪纳加州理工学院的Taylor及其同事一直在研究使用脉冲星的最佳方法探测来自低频引力波的信号脉冲星是高度磁化的中子星,当一颗大质量的恒星作为超新星爆发时,恒星迅速旋转的核心被爱因斯坦的广义相对论预言引力波 - 时空中的涟漪 - 来自加速的大质量物体Nanohertz引力波是从相互绕行的超大质量黑洞发射出来的,每一个都比LIGO探测到的质量高出数百万或十亿倍

这些黑洞各自起源于相互碰撞的独立星系的中心

它们正在慢慢拉近距离在一起并最终合并以创建一个超级siz黑洞当它们相互绕行时,黑洞会拉动空间结构并产生一个向各个方向向外传播的微弱信号,就像蜘蛛网中的振动一样当这种振动通过地球时,它会轻微地撞击我们的星球,造成它相对于遥远的脉冲星移动由二元超大质量黑洞形成的引力波需要数月或数年才能通过地球,需要多年的观测才能发现“银河合并是常见的,我们认为有许多星系都有二进制超大质量黑洞我们应该能够发现,“泰勒的共同作者之一约瑟夫拉齐奥说,也是JPL的成员”Pulsars将允许我们看到这些巨大的物体,因为它们慢慢地靠近在一起“一旦这些巨大的黑洞变得非常接近每个另外,引力波太短而无法使用脉冲星进行探测像太空激光干涉仪一样,eLISA是由欧洲空间局和美国宇航局开发的任务ipation,将在能够检测超大质量黑洞合并签名的频段内运行LISA Pathfinder任务,其中包括由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大质量黑洞二进制的证据对天文学家来说是一个挑战星系中心包含许多恒星,甚至可怕的黑洞也很小 - 与我们太阳系的大小相当 - 在周围星系的眩光中看到这些双星的可见特征对于天文学家来说很难天文学家搜索来自这些二进制数据的引力信号2007年,NANOGrav开始观测一组速度最快的脉冲星试图探测由引力波引起的微小变化脉冲星发射无线电波束,其中一些在每次旋转时扫过地球天文学家将此视为无线电发射的快速脉冲,大多数脉冲星会腐烂每秒吃几次但有些称为毫秒脉冲星,旋转速度要快几百倍“毫秒脉冲星具有极其可预测的到达时间,我们的仪器能够测量它们在百万分之一秒内,”Maura McLaughlin说

摩根敦西弗吉尼亚大学的射电天文学家和NANOGrav团队的成员“因此,我们可以利用它们来探测地球位置的极小变化“但是JPL和加州理工学院的天体物理学家警告说,检测微弱的引力波可能需要不止一些脉冲星”我们就像一只蜘蛛在网络的中心,“JPL /加州理工学院研究小组的另一名成员Michele Vallisneri说道

我们在脉冲星网中拥有的线索越多,我们就越有可能感觉到引力波经过“Vallisneri说完成这一壮举需要国际合作”NANOGrav目前正在监测54个脉冲星,但我们只能看到一些南半球我们将需要与我们在欧洲和澳大利亚的同事密切合作,以便获得全天覆盖这一搜索要求“当一群澳大利亚脉冲星研究人员报告说他们无法进行这种方法时,这种方法的可行性受到质疑在分析一组具有最精确定时测量的脉冲星时检测此类信号在研究了这个结果后,NANOGrav团队确定了在报告的未检测结果并不令人意外,并且由乐观的引力波模型和分析太少脉冲星的结合产生了他们的单页响应最近通过arXiv电子打印服务发布尽管存在技术挑战,泰勒仍然相信他们的团队走在正确的轨道上“引力波一直在地球上冲洗,”泰勒说:“考虑到NANOGrav和其他国际团队观察到的脉冲星数量,我们希望能够获得明确且令人信服的证据证明其内部存在低频引力波

下一个十年“NANOGrav是由美国和加拿大十几家机构的60多位科学家合作的

该小组利用在西弗吉尼亚州NRAO的绿色银行望远镜和波多黎各阿雷西博无线电观测站获得的无线电脉冲定时观测时空结构中的涟漪2015年,NANOGrav被国家科学基金会授予1.45亿美元创建和运营物理前沿中心“随着最近LIGO对引力波的探测,NANOGrav合作的出色工作特别相关和及时,”美国国家科学基金会引力波研究项目主任Pedro Marronetti说道

资助的物理边境中心准备补充LIGO观测,将引力波探测窗口扩展到非常低的频率“研究的PDF副本:我们还在吗

基于脉冲星定时阵列限制检测纳赫兹引力波的时间资料来源:伊丽莎白兰道,喷气推进实验室

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