"Estes novos resultados do NANOGrav ter as implicações astrofísicas mais importantes ainda", disse Scott Ransom , um astrônomo com o NRAO em Charlottesville, Virgínia. "Como podemos melhorar as nossas capacidades de detecção, temos cada vez mais perto desse limite importante, onde o murmúrio cósmica começa a ser ouvido. Nesse ponto, nós vamos ser capazes de realizar inteiramente novos tipos de experiências de física em escalas cósmicas e abrir um nova janela sobre o Universo, assim como LIGO apenas fez por ondas gravitacionais de alta frequência . "
A recente detecção de LIGO de ondas gravitacionais da fusão de buracos negros com dezenas de massas solares confirmou que as distorções no tecido do espaço-tempo pode ser observado e medido. Pesquisadores do Observatório Nanohertz norte-americano para ondas gravitacionais (NANOGrav) passaram a última década em busca de ondas gravitacionais de baixa frequência emitidos por binários de buracos negros com massas de muitos milhões de vezes maiores do que as observadas por LIGO.
Análise do conjunto de dados de nove anos de NANOGrav fornece muito constrangedora limites sobre a prevalência de tais binários buraco negro supermassivo em todo o Universo. compreensão atual dos cientistas dadas de quantas vezes galáxias se fundem, esses limites apontar para menos binários buraco negro supermassivo detectáveis do que anteriormente eram esperados.Este resultado tem impactos significativos sobre nossa compreensão de como as galáxias e sua co-evoluir buracos negros central.
ondas gravitacionais de baixa frequência são muito difíceis de detectar, com comprimentos de onda abrangendo anos-luz e proveniente de binários de buracos negros em galáxias espalhadas por todo o céu. A combinação de todos esses buracos negros binários gigantes leva a um "hum" constante de ondas gravitacionais que os modelos predizem deve ser detectável na Terra.Astrofísicos chamam este efeito o "fundo da onda gravitacional estocástica", e detectá-lo requer técnicas de análise especiais.
Os pulsares são os núcleos de estrelas massivas deixado para trás após estrelas ir supernova. Os pulsares mais rápidos girar centenas de vezes por segundo e emitem um pulso de ondas de rádio a cada poucos milissegundos. Estes pulsares de milissegundo (MSPs) são considerados os relógios mais precisos da natureza e são ideais para detectar o pequeno sinal de ondas gravitacionais. "Esta medida é possível porque o fundo da onda gravitacional imprime uma assinatura exclusiva para as ondas de rádio visto a partir de uma coleção de MSPs", disse Justin Ellis, Einstein Fellow no Jet Propulsion Laboratory da NASA, California Institute of Technology, em Pasadena, Califórnia, e um co -author sobre o relatório publicado no Astrophysical Journal.
Astrofísicos usar modelos de computador para prever quantas vezes galáxias se fundem e formam supermassivos buracos negros binários. Esses modelos utilizam várias hipóteses simplificadoras sobre como preto binários buracos evoluir, quando eles prevêem a força do fundo da onda gravitacional estocástica.Usando informações sobre fusões de galáxias e restrições no fundo, os cientistas são capazes de melhorar as suas hipóteses sobre a evolução binário buraco negro.
Ellis continua: "Depois de nove anos de observação de uma coleção de MSPs, não ter detectado o fundo estocástico, mas estamos começando a descartar muitas previsões baseadas em modelos atuais da evolução da galáxia Estamos agora em um ponto onde a não-detecção. de ondas gravitacionais é realmente melhorar a nossa compreensão da evolução binário buraco negro ".
"Pulsar matrizes de temporização como NANOGrav estão fazendo novas observações da evolução e natureza do nosso universo", diz Sarah Burke Spolaor, Jansky Fellow no Radio Astronomy Observatory Nacional (NRAO) em Socorro, Novo México, e um co-autor no papel .
De acordo com Spolaor, há duas possíveis interpretações do presente não-detecção. "Alguns binários buraco negro supermassivo podem não estar em órbitas circulares ou são significativamente interagir com gás ou estrelas. Isto levá-los a se fundir mais rápido do que modelos simples assumiram no passado ", disse ela. Uma explicação alternativa é que muitos desses binários Inspiral muito lentamente para sempre emitem ondas gravitacionais detectáveis.
NANOGrav atualmente está monitorando 54 pulsares, usando o Telescópio Green Bank da National Science Foundation, em West Virginia e do Observatório de Arecibo, em Porto Rico, os dois telescópios de rádio mais sensíveis a estas frequências. Sua matriz de pulsares está crescendo continuamente como novos MSPs são descobertos. Além disso, o grupo colabora com os astrônomos de rádio na Europa e na Austrália como parte do Momento variedade internacional Pulsar, dando-lhes acesso a muitas mais observações do pulsar. Ellis estima que este aumento de sensibilidade pode levar a uma detecção de tão pouco quanto cinco anos.
Além disso, esta medida ajuda a restringir as propriedades de cordas cósmicas, muito densas e objetos cosmológicos finos, que muitos teóricos acreditam que evoluíram quando o Universo tinha apenas uma fração de um segundo de idade.Essas seqüências podem formar um anel, que então se decompõem por meio de emissão de ondas gravitacionais. O limite NANOGrav mais conservador na tensão da corda cósmica é o limite mais rigoroso até à data, e vai continuar a melhorar como NANOGrav continua operando.
NANOGrav é uma colaboração de mais de 60 cientistas em mais de uma dezena de instituições nos Estados Unidos e no Canadá, cujo objetivo é detectar ondas gravitacionais de baixa frequência para abrir uma nova janela sobre o Universo.O grupo utiliza observações pulsar de tempo de rádio para procurar as ondulações no tecido do espaço-tempo. Em 2015, NANOGrav recebeu US $ 14,5 milhões até o National Science Foundation (NSF) para criar e operar um Centro de Física Fronteiras.
A reconstrução da casa Física Centros Frontier unir as pessoas para lidar com ciência de fronteira, e o trabalho de NANOGrav em baixa frequência física de ondas gravitacionais é um grande exemplo ", disse Jean Cottam Allen, o diretor do programa NSF que supervisiona o programa de física Fronteiras Center." Estamos muito satisfeitos com seu progresso até agora, e estamos animado para ver onde isso vai levar. "
O National Radio Astronomy Observatory é uma facilidade da National Science Foundation, operado sob acordo de cooperação pela Associated Universities, Inc.
O Galaxy diário via NRAO
Nenhum comentário:
Postar um comentário