Die ersten Ergebnisse der Suche nach einer neuen Art von Gravitationswellen sind veröffentlicht

Die ersten Ergebnisse der Suche nach einer neuen Art von Gravitationswellen sind veröffentlicht
Die ersten Ergebnisse der Suche nach einer neuen Art von Gravitationswellen sind veröffentlicht
Anonim

Auf dem Gelände des amerikanischen Gravitationswellen-Observatoriums LIGO wurde eine Reihe von Artikeln veröffentlicht, die die ersten Ergebnisse der Suche im Weltraum nach kontinuierlichen Gravitationswellen, die von rotierenden Neutronensternen erzeugt werden, zusammenfassen. Bisher ist es den Wissenschaftlern nicht gelungen, Signale aufzuzeichnen, die das Vorhandensein solcher Wellen eindeutig bestätigen, aber dies liegt nach Ansicht der Autoren an der unzureichenden Empfindlichkeit der Detektoren.

Im Jahr 2016 entdeckten Astrophysiker erstmals ein Gravitationswellensignal aus der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher. Danach haben Wissenschaftler eine Reihe großer Gravitationsereignisse aufgezeichnet, die bei explosiven Kollisionen von Schwarzen Löchern und Neutronensternen auftreten. Wissenschaftler hoffen jedoch, im Laufe der Zeit schwächere Gravitationswellen registrieren zu können, die beispielsweise von einzelnen, schnell rotierenden Neutronensternen stammen.

Wissenschaftler schätzen, dass es in unserer Galaxie Milliarden von Neutronensternen gibt - superdichte Objekte, deren Massen mit der Masse der Sonne vergleichbar sind, deren Durchmesser jedoch 10-20 Kilometer beträgt. Neutronensterne rotieren mit einer Geschwindigkeit von Hunderten von Umdrehungen pro Sekunde, und jede Abweichung ihrer Form von einer idealen Kugel sollte laut Wissenschaftlern ein charakteristisches "Summen" erzeugen - eine kontinuierliche Gravitationswelle.

Während solch schwache Gravitationssignale schwer fassbar sind, entwickeln Wissenschaftler der internationalen Kooperationsprojekte LIGO und Virgo Technologien, die die Empfindlichkeit von Detektoren erhöhen und letztendlich kontinuierliche Gravitationswellen nachweisen.

„Sobald wir eine kontinuierliche Gravitationswelle hören, können wir tief in das Herz eines Neutronensterns blicken und seine Geheimnisse entwirren, was eine aufregende Aussicht ist“, wird in einer Pressemitteilung des Australian Research Council (ARC) Center of Excellence für. zitiert the Discovery of Gravitational Waves (OzGrav) Zitat von Studienteilnehmer Karl Wette, Doktorand an der Australian National University.

Wissenschaftler haben für die erste Studiensitzung fünfzehn junge Neutronensterne ausgewählt.

"Wir haben drei verschiedene Kanäle für die Beobachtungen verwendet, - sagt eine andere Autorin von Publikationen, die Doktorandin Lucy Strang von der University of Melbourne. - Einer ist auf Empfindlichkeit optimiert, der andere verarbeitet das Signal so schnell wie möglich, und der dritte ist auf einen fokussiert.", das wahrscheinlichste astrophysikalische Szenario. Dies ist die erste Studie, die alle drei Registrierungspfade abdeckt, was die Chancen erhöht, kontinuierliche Wellen zu erkennen.

Dieselben Eigenschaften, die kontinuierliche Gravitationswellen schwer fassbar machen, verleihen ihnen einen besonderen Wert für die Gewinnung von Informationen über die Quelle, da die Parameter eines kontinuierlichen Signals wie Frequenz und Intensität sowie ihre Änderungsgeschwindigkeit von der Zusammensetzung der Neutronenstern.

"Während die Struktur von Neutronensternen für Wissenschaftler eine offene Frage ist", fährt Strang fort, "aber wenn wir kontinuierliche Wellen finden, wird dies Licht in diesen unbekannten Teil der Physik bringen."

Eine der Veröffentlichungen spiegelt die Ergebnisse gemeinsamer Beobachtungen von Wissenschaftlern des amerikanischen Gravitationswellen-Observatoriums LIGO, der European Virgo und ihrer japanischen Kollegen aus dem KAGRA-Projekt hinter Pulsaren wider – Neutronensterne, die als kosmische Leuchtfeuer fungieren und reichlich Energie in Form von Radiowellen und können auch Quellen kontinuierlicher Gravitationswellen sein.

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