Tło fal grawitacyjnych wykryte? Naukowcom prawdopodobnie udało się namierzyć nieuchwytny sygnał

Tło fal grawitacyjnych można określić mianem szumu słyszanego na niskich częstotliwościach wywoływanego przez fale grawitacyjne. Wygląda na to, że wreszcie udało się namierzyć taki sygnał.

Artykuł poświęcony potencjalnemu przełomowi został niedawno opublikowany na łamach Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Z publikacji wynika, że odebrany sygnał odpowiada wyobrażeniom na temat tła fal grawitacyjnych. Niestety, na tym etapie nie da się jednoznacznie stwierdzić, że detekcja faktycznie jest związana z takim tłem. Istnieje bowiem ryzyko, że sygnał pochodzi z innego źródła bądź jest następstwem błędów w modelowaniu.

Czytaj też: Wykryto tsunami fal grawitacyjnych. Naukowcy dowiedzieli się, jak powstały

Być może pamiętacie odkrycie ogłoszone w lutym 2016 roku. Jego autorami byli naukowcy związani z LIGO i Virgo, którzy dokonali pierwszej bezpośredniej detekcji i obserwacji fal grawitacyjnych, które były związane z kolizją dwóch czarnych dziur. Tło fal grawitacyjnych jest jednak czymś, co pozostawało nieosiągalne dla badaczy. Jest ono zbyt słabe, aby dało się je zaobserwować za pomocą obecnie dostępnych obserwatoriów fal grawitacyjnych. Naukowcy mają jednak swego rodzaju asa w rękawie: pulsary milisekundowe.

Okres rotacji tych obiektów wynosi zazwyczaj od 1 do 10 milisekund i stanowią one niezwykle ekstremalne formy gwiazd neutronowych. Emitowane przez nie promieniowanie może działać niczym latarnia morska, umożliwiając naukowcom orientowanie się w przestrzeni kosmicznej. Pulsary milisekundowe obracają się setki razy na sekundę, a ich rotacja jest na tyle stała, że można z nich korzystać niczym z zegarów.

Tło fal grawitacyjnych jest swego rodzaju szumem wszechświata

Jeśli fale grawitacyjne przemieszczają się między Ziemią a pulsarami, czas tych impulsów będzie nieco zmieniony. Próbując znaleźć tego typu anomalie, członkowie zespołu badawczego skorzystali z danych zebranych w ramach European Pulsar Timing Array (EPTA), North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) oraz Parkes Pulsar Timing Array in Australia (PPTA).

Potwierdzenie istnienia tła fal grawitacyjnych będzie bardziej prawdopodobne, jeśli uda się wykryć korelacje przestrzenne pomiędzy parami pulsarów. Będzie to jednak możliwe dopiero wtedy, gdy naukowcy uzyskają dostęp do większego zbioru danych oraz większej liczby pulsarów. Postęp w tym zakresie ma nastąpić dzięki działalności obserwatorium MeerKAT oraz instrumentów InPTA.

Czytaj też: Tajemnicze sygnały z kosmosu będą dokładniej śledzone. Astronomowie zyskali narzędzie do badań nad FRB

Wykrycie fal grawitacyjnych pochodzących z populacji masywnych podwójnych czarnych dziur lub z innego kosmicznego źródła da nam bezprecedensowy wgląd w to, jak tworzą się i ewoluują galaktyki bądź w procesy kosmologiczne zachodzące w młodym wszechświecie.

Alberto Vecchio, Uniwersytet w Birmingham