Nordamerikanska Nanohertz-observatoriet för gravitationsvågor
| Alternativa namn | NANOGrav |
|---|---|
| Hemsida | http://nanograv.org |
North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves ( NANOGrav ) är ett konsortium av astronomer som delar ett gemensamt mål att detektera gravitationsvågor via regelbundna observationer av en ensemble av millisekundspulsarer med hjälp av radioteleskopen Green Bank och Arecibo . Detta projekt genomförs i samarbete med internationella partners i Parkes Pulsar Timing Array i Australien och European Pulsar Timing Array som en del av International Pulsar Timing Array .
Gravitationsvågdetektering med hjälp av pulsartiming
Gravitationsvågor är en viktig förutsägelse från Einsteins allmänna relativitetsteori och är resultatet av materiens bulkrörelse, fluktuationer under det tidiga universum och dynamiken i rum-tiden själv. Pulsarer är snabbt roterande, starkt magnetiserade neutronstjärnor som bildas under supernovaexplosioner av massiva stjärnor. De fungerar som mycket exakta klockor med en mängd fysiska tillämpningar, allt från himlamekanik, neutronstjärnesismologi, tester av gravitation med starkt fält och galaktisk astronomi.
Idén att använda pulsarer som gravitationsvågsdetektorer föreslogs ursprungligen av Sazhin och Detweiler i slutet av 1970-talet. Tanken är att behandla solsystemets barycenter och en avlägsen pulsar som motsatta ändar av en imaginär arm i rymden. Pulsaren fungerar som referensklockan i ena änden av armen och skickar ut regelbundna signaler som övervakas av en observatör på jorden. Effekten av en passerande gravitationsvåg skulle vara att störa det lokala rum-tidsmåttet och orsaka en förändring i pulsarens observerade rotationsfrekvens.
Hellings och Downs utökade denna idé 1983 till en rad pulsarer och fann att en stokastisk bakgrund av gravitationsvågor skulle producera en korrelerad signal för olika vinkelseparationer på himlen. Detta arbete begränsades i känslighet av precisionen och stabiliteten hos pulsarklockorna i arrayen. Efter upptäckten av den första millisekundpulsaren 1982 var Foster och Donald C. Backer bland de första astronomerna som på allvar förbättrade känsligheten för gravitationsvågor genom att tillämpa Hellings-Downs-analysen på en rad mycket stabila millisekundspulsarer.
Under det senaste decenniet har tillkomsten av toppmoderna digitala datainsamlingssystem, nya radioteleskop och mottagarsystem och upptäckterna av många nya pulsarer sett ett betydande framsteg i känsligheten hos pulsartimingarrayen för gravitationsvågor. Uppsatsen från 2010 av Hobbs et al. sammanfattar det aktuella läget för den internationella ansträngningen. 2013 års Demorest et al. papper beskriver den femåriga datafrigivningen, analysen och den nuvarande övre gränsen för den stokastiska gravitationsvågens bakgrund.
Hitta källor
NANOGravs forskningsverksamhet stöds av en kombination av bidrag för en enda utredare som tilldelas genom Natural Sciences and Engineering Research Council ( NSERC ) i Kanada, National Science Foundation (NSF) och Research Corporation for Scientific Advancement i USA. NSF tilldelade nyligen ett anslag på 6,8 miljoner dollar till forskare inom NANOGrav som en del av deras PIRE-program (Partnerships for International Research and Education). I sin senaste Decadal Survey of Astronomy and Astrophysics utnämnde National Academies of Science NANOGrav som ett av åtta medelstora astrofysikprojekt som rekommenderas som högprioriterade för finansiering under det kommande decenniet.
