אסטרונומים סוקרים גובשים של פולסרים כדי לחפש גלים כבידה

כאשר מדענים סוף סוף זיהו גלי כבידה לפני כמה שבועות, זה היה הישג 14 שנים בתהליך, באמצעות מכשירים שנועדו למצוא אות קטנה כמו 1/1000 קוטר של פרוטון. ואם אנחנו רוצים להמשיך ללמוד גלים כבדים בעתיד, נצטרך למצוא דרך פשוטה יותר לחפש אותם, כזו שאינה דורשת מצב של 4 ק"מ של כלי האמנות.

מחקר חדש שנערך על ידי חוקרים במכון צפון אמריקני לננו-הרץ לגלי כבידה (NANOGRAV מציע כי נוכל לזהות את הגלים באמצעות טלסקופ הרדיו - אתם יודעים, את סוגי הציוד הקונבנציונאלי שאנו משתמשים בו כדי לנהל טון של מחקר אסטרופיזיקה כבר.

המפתח לשיטה זו? הפולסר.

המונח הוא קצרנות לכוכב רדיו פועם - שרידי ליבה של כוכב נויטרונים (סופר-נובה) ממוזערת מאוד, המסתובבת ויורדת קורות חזקות של קרינה אלקטרומגנטית. מדעני NANOGrav חושבים שאם נוכל לפקח על מספר גדול יותר של פולסרים בשמים, נוכל לזהות גלים כבדים בתדר נמוך.

הנה איך זה יעבוד. המדענים מציעים כי הם יכולים לזהות גלים כבדים בתדר נמוך שמקורם בזוגות של חורים שחורים סופר-מסיביים שמשלבים זה את זה על מסלול התנגשות הדרגתי. חורים שחורים כאלה משפיעים על מרקם החלל סביבם עם תנודות חלושות המתגלגלות, כמו במים. כאשר תנודות אלה עוברות על פני כדור הארץ - הנמשך בין מספר חודשים לשנה - הן גורמות לנו לנוע מעט בכל הנוגע לפולסרים של היקום.

כרגע, התקווה היחידה שלנו למצוא גלי כבידה עפים על פני כדור הארץ היא עבור מכשירים מבוססי קרקע שלנו (או אפילו מכשירים מבוססי חלל, כמו eLISA) כדי לאסוף את האותות הקטנים הללו ולמדוד אותם ברציפות במשך זמן רב.

הפולסר של הערפילית הוא אחד הפולסרים המעטים המזהים הידועים לאדם, והוא שריד צעיר מסופרנובה. pic.twitter.com/NxIijykd8N

- Millennium Astronomy (@astromillennium) 16 בפברואר 2016

אז NANOGRAV רוצה להשתמש pulsars כדי למצוא את אלה בתדר נמוך אותות כבידה. פולסרים - במיוחד פולסרים מילי-שנייה - פולטים גלי רדיו, חלקם עשויים להגיע לכדור הארץ וניתן למדוד אותם באמצעות טלסקופ רדיו פשוט.

כפי שמתברר, הפולסרים האלה מושפעים מגלי כבידה המופרשים על ידי חורים שחורים סופר-מסיביים. זה, בתורו, משפיע על גלי הרדיו פולסים פולטים אלה. אז מדידת משמרות בגלי הרדיו היא דרך טרנזיטיבית לזהות את גלי הכבידה עצמם.

האסטרופיסיקאים של המחקר החדש אומרים שאנחנו לא יכולים להסתמך רק על אחד או כמה פולסרים כדי לעקוב אחר גלים כבידה כמו זה. נצטרך להסתכל על רשת שלמה של פולסרים. אז NANOGRAV החליט לפקח על 54 של תינוקות אלה.

שיטה חדשה זו נוטשת את הצורך עבור ציוד אולטרה-רגיש במיוחד, לטובת כלים חסכוניים יותר, באופן בסיסי, לעשות את אותו מחקר.

עכשיו, הנה חדשות רעות: עד כה, החוקרים לא היה שום מזל למעשה לזהות אותות הנובעים גלי gravitational. הם צריכים להוסיף יותר פולסרים לאינטרנט שלהם.

ובכל זאת, הם לא מוותרים על תקווה.

"גלי הכבידה שוטפים את כדור הארץ כל הזמן", אומר סטיבן טיילור, המחבר הראשי של העיתון ופוסט-דוקטור במעבדה להנע סילוני של נאס"א. "בהתחשב במספר הפולסרים שנצפו על ידי NANOGRAV וצוותים בינלאומיים אחרים, אנו מצפים לקבל עדויות ברורות ומשכנעות לגלי כבידה בתדר נמוך בעשור הקרוב".