Астрономите сканират пупсарите за лов за гравитационни вълни

Когато учените най-накрая открили гравитационните вълни преди няколко седмици, това беше постижение от 14 години, използвайки инструменти, предназначени да намерят сигнал като малък като 1/1000 от диаметъра на протон. И ако искаме да продължим да изследваме гравитационните вълни в бъдеще, ще трябва да намерим по-прост начин да ги потърсим - такъв, който не се нуждае от 4-километров съвременен инструмент.

Ново проучване от изследователи от Северноамериканската наногерцова обсерватория за гравитационни вълни (NANOGrav предлага да открием тези вълни с помощта на радиотелескопи - знаете, какви видове конвенционално оборудване използваме за провеждане един тон астрофизични изследвания.

Ключът към този метод? Пулсарът.

Терминът е стенографски за пулсираща радиозвезда - силно намагнатат остатък на ядрото на нейтронната звезда (след свръхнова), който се върти и изстрелва мощни лъчи на електромагнитно излъчване. Учените от NANOGrav смятат, че ако можем да наблюдаваме по-голям брой пулсари по небето, можем да открием нискочестотни гравитационни вълни.

Ето как ще работи това. Учените предлагат да открият нискочестотни гравитационни вълни, произтичащи от двойки свръхмасивни черни дупки, които обикалят един друг в друг по постепенно сблъскване. Такива черни дупки се отразяват върху тъканта на пространството около тях с бледи вибрации, които се разплитат, сякаш във вода. Когато тези вибрации преминат Земята - което отнема от няколко месеца до една година - те ни карат да се изместим леко по отношение на пулсарите на Вселената.

Точно сега, единствената ни надежда за намиране на гравитационни вълни, летящи покрай Земята, е нашите наземни инструменти (или дори базирани на космоса инструменти, като eLISA) да вземат тези малки сигнали и да ги измерват непрекъснато за дълго време.

Пулсарът на мъглявината е един от малкото разпознаваеми пулсари, известни на човека, и е млад остатък от свръхнова. pic.twitter.com/NxIijykd8N

- Астрономия на хилядолетието (@astromillennium) 16 февруари 2016 г.

Така NANOGrav иска да използва пулсари, за да намери тези нискочестотни гравитационни сигнали. Пулсарите - специално милисекундните пулсари - излъчват радиовълни, някои от които го правят на земята и могат да бъдат измерени с помощта на прост радиотелескоп.

Както се оказва, тези пулсари са засегнати от гравитационни вълни, изплетени от супермасивни черни дупки. Това, от своя страна, засяга радиовълните, които тези пулсари излъчват. Измерването на промените в радиовълните е преходен начин за откриване на самите гравитационни вълни.

Астрофизиците от новото изследване казват, че не можем да разчитаме само на един или няколко пулсара, за да проследим гравитационните вълни като този. Ще трябва да погледнем цяла мрежа от пулсари. Така NANOGrav решава да наблюдава 54 от тези бебета.

Този нов метод премахва необходимостта от свръх-скъпо, свръхчувствително оборудване в полза на по-рентабилните инструменти, за да направят основно едно и също изследване.

Ето лошата новина: досега изследователите не са имали късмет в действителност да откриват сигнали в резултат на гравитационни вълни. Те трябва да добавят повече пулсари към своята мрежа.

И все пак те не се отказват от надежда.

"Гравитационните вълни непрекъснато се измиват над Земята", казва Стивън Тейлър, водещ автор на доклада и пост-док в лабораторията за реактивно движение на НАСА. "Като се има предвид броят на пулсарите, наблюдавани от NANOGrav и други международни екипи, очакваме да имаме ясни и убедителни доказателства за нискочестотни гравитационни вълни през следващото десетилетие."