Międzynarodowy zespół astronomów, korzystając z precyzyjnych danych z obserwatoriów fal grawitacyjnych, ogłosił znaczący postęp w mapowaniu tła fal grawitacyjnych pochodzących z ogromnej populacji układów podwójnych czarnych dziur w naszym Wszechświecie. Badanie to jest kluczowe dla zrozumienia, w jaki sposób zderzenia i fuzje kosmicznych olbrzymów tworzą nieustanny szum grawitacyjny w kosmosie, wpływając na samą strukturę czasoprzestrzeni.
Kosmiczny Szum: Czym jest Tło Fal Grawitacyjnych?
Tło fal grawitacyjnych to teoretyczny, ciągły strumień fal, zbyt słaby, by mógł zostać wykryty jako pojedyncze zdarzenie (jak np. słynne GW150914), ale wystarczająco silny, aby stworzyć kosmiczne tło szumu. Ten „szum” jest wynikiem miliardów zdarzeń w całym Wszechświecie: od zderzeń pojedynczych par czarnych dziur i gwiazd neutronowych, po układy supermasywnych czarnych dziur w centrach łączących się galaktyk.
Naukowcy z projektu NANOGrav (North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves) wykorzystują w tym celu niezwykłą metodę: mierzenie precyzyjnego czasu nadejścia sygnałów z pulsarów milisekundowych w Drodze Mlecznej.
Pulsary jako Kosmiczne Zegary
Pulsary to silnie namagnesowane, wirujące gwiazdy neutronowe, które emitują wiązki fal radiowych, niczym kosmiczne latarnie. Ich obrót jest tak regularny, że służą one astronomom jako najdokładniejsze zegary w naturze.
- Metoda: Kiedy fala grawitacyjna przechodzi między pulsarem a Ziemią, czasoprzestrzeń jest subtelnie ściskana i rozciągana. Powoduje to minimalne zmiany w czasie nadejścia sygnałów pulsara.
- Nowe Ograniczenia: Łącząc dane z dziesiątek pulsarów, astronomowie są w stanie wykryć statystyczne fluktuacje, które świadczą o obecności tła fal grawitacyjnych. Ostatnie doniesienia nie tylko potwierdzają istnienie tego tła, ale także zawężają zakres częstotliwości, w których jest ono najbardziej aktywne, wskazując prawdopodobne masy i odległości układów czarnych dziur.
Odkrycia te mają fundamentalne znaczenie dla przyszłych misji, takich jak LISA (Laser Interferometer Space Antenna), która będzie poszukiwać tego tła w niższych częstotliwościach, pochodzących głównie ze zderzeń supermasywnych czarnych dziur.
Źródła Informacji
- Phys.org: Astronomers measure the gravitational wave background (najnowsze doniesienia o NANOGrav/pulsarach).
- NANOGrav Collaboration (oficjalne komunikaty prasowe).
- ArXiv.org (Najnowsze publikacje dotyczące analizy danych z macierzy pulsarów).
Opracowanie: Agnieszka Nowak
