Första beviset för ett eko i universum orsakat av kolliderande svarta hål
Aurore Simonnet for the NANOGrav Collaboration
Astronomer har kunnat observera en bakgrund av lågfrekventa gravitationsvågor som ekar genom universum. Upptäckten har möjliggjorts genom observationer av en särskild sorts stjärnor.
Den första direkta observationen av gravitationsvågor gjordes i september 2015 och upptäckten offentliggjordes i februari 2016. Vågformen som registrerades av den stora anläggningen Ligo stämde överens med den generella relativitetsteorins förutsägelser för gravitationsvågor som uppstår när två svarta hål slås ihop.
Utöver specifika händelser som kan skapa de krusningar i rumtiden som vi kallar gravitationsvågor har forskare länge letat efter en bakgrund. Ett svagt men ihållande eko av gravitationsvågor från mängder av kollisioner mellan svarta hål ute i universum.
Den här bakgrunden har länge teoretiserats och letats efter, men signalen är svag och tidskalorna för vibrationerna är långa. Nyligen presenterade observationsserier har nu till slut kunnat bekräfta att bakgrunden faktiskt existerar.
Upptäckten gjordes med hjälp av pulsarer
fakta
Nanograv använde flera teleskop
För att observera pulsarerna använde forskarna flera stora radioteleskop. Arecibo Observatory i Puerto Rico (som nu har kollapsat), Green Bank Observatory i West Virginia och Karl G. Jansky Very Large Array i New Mexico samt experimentet Chime i Kanada.
Data samlades in varje månad under 15 år och radiosignalerna från pulsarerna mättes upp och ankomsttiden för radiovågorna jämfördes med den förväntade ankomsttiden. Bakgrunden av gravitationsvågor kunde ses i skillnaden mellan dessa tider.
På onsdagen kom det globalt koordinerade tillkännagivandet. Flera forskarlag över hela jorden har nu rapporterat om upptäckten av det ”låga brummandet” från gravitationsvågorna i Vintergatan. Ekot har detekterats genom långa och många observationer av pulsarer.
Pulsarer är snabbt roterande stjärnor som avger radiovågor som ser ut att pulsera när man tittar från jorden. Pulsarer, som är neutronstjärnor som blir kvar efter att massiva stjärnor dött, kan rotera hundratals gånger i sekunden med en sådan precision att de fungerar bra som kosmiska klockor.
Annons
När gravitationsvågor passerar mellan jorden och en pulsar så störs radiovågorna något, gravitationsvågorna sträcker ut och komprimerar rymden vilket påverkar hur radiovågorna tar sig framåt. Ljuset från pulsarerna kan alltså komma fram något tidigare, eller senare, än vad man förväntar sig.
Över 60 pulsarer har observerats under 15 år med hjälp av stora radioteleskop i ett projekt som kallas Nanograv. Bevisen för att bakgrunden av gravitationsvågorna existerar har publicerats i tidskriften The Astrophysical Journal Letters.
Upptäckten kan låta forskare bättre förstå supermassiva svarta hål och hur ofta galaxer kolliderar med varandra.
– Tills nu har allt vi kunnat se av supermassiva svarta hål varit stillbilder. Att direkt se kolliderande svarta hål är nästan omöjligt – deras tajta omloppsbanor gör att de är för nära för att särskiljas, eftersom de är så långt bort. Nu, för första gången någonsin, har vi bevis på att de faktiskt kolliderar. Vi behöver inte se dem, vi kan höra dem, säger Chiara Mingarelli, forskare vid Yale som deltagit i arbetet som Nanograv presenterat, i ett pressmeddelande.
Ett av radioteleskopen som använts för att samla in data.Jay Young/Green Bank Observatory
