易胜博的物理学家利用奇异的恒星来调谐宇宙交响乐的嗡嗡声

引力波的图示

纳米重力合作组织发现了低频引力波渗透宇宙的第一个证据. 这一发现是通过15年的脉冲星观测才得以实现的,这些观测将银河系变成了一个星系大小的引力波探测器.

图片来源:Aurore Simonnet的nanogravity合作项目

ABINGTON, Pa. -一个国际天体物理学家团队, 包括易胜博娱乐分校的研究人员, 有没有使用大型射电望远镜观察我们星系中的一系列“宇宙时钟”,以找到引力波以几年到几十年的周期振荡的证据, 根据今天发表在《易胜博娱乐》上的一组论文.

北美纳赫兹引力波天文台(nanogrv)物理前沿中心(PFC)收集了15年的数据,观测到了引力波信号。, 由来自美国和加拿大的190多名科学家合作完成.S. 加拿大利用脉冲星寻找引力波. 国际合作在欧洲使用望远镜, India, 澳大利亚和中国也分别报告了类似的结果.

安·施米德坎普和卡尔·施米德坎普, 他们都是易胜博娱乐分校的物理学家, 四年来一直是nanogravity合作项目的一部分,并且是今天(6月28日)发表在《易胜博娱乐》上的所有论文的合著者.

“这是引力波振荡几年到几十年的证据, 为我们的宇宙打开了一扇新窗口,” they said. “我们只是数百名杰出科学家的巨大努力的一小部分.”

而nanogrv的早期结果揭示了他们观察到的所有脉冲星共有的神秘定时信号, they said, 它太微弱了,看不出它的来源. 15年来发布的数据表明,该信号与穿过银河系的缓慢波动的引力波一致.

“这是低频引力波存在的关键证据,范德比尔特大学的斯蒂芬·泰勒说, 谁共同领导了这项研究,现任合作主席是谁. “经过多年的努力,nanogravity为引力波宇宙打开了一扇全新的窗口."

与LIGO(激光干涉仪引力波天文台)等地面仪器观测到的转瞬即逝的高频引力波不同, 这种连续的低频信号只有用比地球大得多的探测器才能探测到. To meet this need, 天文学家利用一种叫做脉冲星的奇异恒星,把我们所在的银河系变成了一个巨大的引力波天线. nanogrv历时15年,收集了68颗脉冲星的数据,形成了一种名为脉冲星定时阵列的探测器.

脉冲星是一颗大质量恒星在超新星爆炸中消亡后的超高密度残骸. Pulsars spin rapidly, 在太空中扫过无线电波束,这样从地球上看它们就像“脉冲”一样. 这些物体中速度最快的被称为毫秒脉冲星,每秒旋转数百次. 它们的脉冲非常稳定,使它们成为精确的宇宙计时器.

在波多黎各的阿雷西博天文台进行了超过15年的观测, 西弗吉尼亚州的格林班克望远镜, 以及新墨西哥州的甚大天线阵, nanogravity逐渐扩大了他们观测到的脉冲星的数量.

“脉冲星实际上是非常微弱的射电源, 所以我们每年需要在世界上最大的望远镜上花费数千小时来进行这个实验,西弗吉尼亚大学的莫拉·麦克劳克林解释说, 谁是nanogravity PFC的联合主任. 

爱因斯坦的广义相对论精确地预测了引力波应该如何影响脉冲星信号. 通过拉伸和挤压空间结构, 引力波以一种微小但可预测的方式影响每个脉冲的时间, 拖延一些人,推进另一些人. 所有脉冲星对的这些变化都是相关的,这取决于两颗恒星在天空中出现的距离.

“nanogravity分析中使用的大量脉冲星使我们能够看到我们认为是广义相对论预测的相关模式的第一个迹象,俄勒冈州立大学的泽维尔·西门子说, 纳米重力PFC的联合主任.

nanogrv最新的数据集显示,越来越多的证据表明,引力波的周期为几年到几十年. 这些波可能是由整个宇宙中质量最大的一对黑洞产生的,它们的质量是太阳的数十亿倍, 其大小比地球和太阳之间的距离还要大. 未来对这种信号的研究可能会为引力波宇宙打开一扇新的窗口, 让我们深入了解在遥远星系中心合并的泰坦尼克黑洞, 在其他外来资源中, said the researchers.

Ann和Carl Schmiedekamp主要参与了NANOGrav的推广活动. nanogrv通过该项目为高中生和本科生提供服务 脉冲星科学合作组织 (PSC)和两位研究人员一直是PSC大脉冲先进小组的顾问,并帮助进行其他PSC活动. 他们还运行了一个持续的 脉冲星天文学本科研究项目 在阿宾顿校区通过ACURA项目.

美国国家科学基金会(NSF)的支持对nanogravity的成功至关重要,它通过物理前沿中心项目和多个世界级射电望远镜为科学工作提供支持. 未来的nanogravity结果将结合来自加拿大CHIME望远镜的数据, 2019年加入该项目.

NSF nanogravity团队创造了, in essence, 一个星系范围的探测器揭示了我们宇宙中的引力波,NSF主任Sethuraman Panchanathan说. 这项涉及美国各地研究机构的合作.S. 这表明,世界一流的科学创新能够、应该、也确实触及了我们国家的每一个角落.”

全球的天体物理学家一直在忙于追踪这种引力波信号, 根据研究人员的说法. 澳大利亚帕克斯脉冲星定时阵列今天发表了几篇论文, 中国脉冲星定时阵列, 而欧洲脉冲星定时阵列/印度脉冲星定时阵列的数据也暗示了同样的信号. 通过国际脉冲星计时阵列联盟, 区域合作正在共同努力,将它们的数据结合起来,以便更好地确定信号的特征,并寻找新的来源.

“我们的综合数据将更加强大,”泰勒说. “我们很兴奋地发现它们将揭示我们宇宙的秘密.”

nanogravity合作项目得到了美国国家科学基金会物理前沿中心的支持, 戈登和贝蒂·摩尔基金会, NSF AccelNet, 加拿大自然科学与工程研究委员会发现基金, 以及加拿大高级研究所. 阿雷西博天文台是美国国家科学基金会的一个设施,由中佛罗里达大学和安娜大学联合建造. msamendez and Yang企业公司. 格林班克天文台和国家射电天文台是美国国家科学基金会根据联合大学公司的合作协议运作的设施.