Ein Netz von Pulsaren, um das kosmische Summen der Gravitationswellen zu „hören“: die internationale Studie
Unter den Autoren auch Delphine Perrodin, Andrea Possenti und Marta Burgay vom INAF von Cagliari
Zu den Autoren des International Pulsar Timing Array (IPTA)-Projekts gehören auch Delphine Perrodin, Andrea Possenti und Marta Burgay vom INAF aus Cagliari, die mit der Arbeit und den Fähigkeiten verschiedener Kollaborationen von Astrophysikern aus der ganzen Welt analysierten das derzeit vollständigste Archiv von Daten über die Ankunftszeiten von Pulsen von 65 Pulsaren, den Überresten von Sternen mit großer Masse, die als Supernovae explodierten.
Die sorgfältige experimentelle Untersuchung verstärkt die theoretischen Hinweise, die auf das Vorhandensein eines echten kosmischen "Summens" hindeuten würden, das von Gravitationswellen mit ultraniedrigen Frequenzen (von Milliardstel bis Millionstel Hertz) erzeugt wird, die von einer Vielzahl von Paaren supermassiver Schwarzer Löcher emittiert werden .
Die vom Team untersuchten Pulsare werden "Millisekunden" genannt, weil sie sich Hunderte Male pro Sekunde um ihre Achse drehen und schmale Strahlen von Radiowellen aussenden, die aufgrund ihrer Rotationsbewegung als Pulse erscheinen. Die Ankunftszeiten dieser Pulse wurden dann zu einem einzigen Datensatz kombiniert, der die unabhängigen Beobachtungen von drei internationalen Kollaborationen kombiniert: dem European Pulsar Timing Array (EPTA, zu dem Forscher des INAF und der Universität Mailand gehören, die am Projekt beteiligt sind Bicocca) , das North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) und das Parkes Pulsar Timing Array in Australien (PPTA). Diese drei Kooperationen sind auch die Gründer der IPTA.
Die Untersuchung dieser kombinierten Daten durch das IPTA-Team ergab das Vorhandensein eines sehr niederfrequenten Signals.
„Dieses Ergebnis – erklärt Delphine Perrodin – bestätigt und verstärkt das allmähliche Auftauchen ähnlicher Signale, die in den letzten Jahren in den einzelnen Datensätzen gefunden wurden, unabhängig von den verschiedenen Kooperationen, die an IPTA teilnehmen. Insbesondere im Rahmen des EPTA-Experiments werden wir seit über zwei Jahrzehnten dazu verwendet, Daten von fünf verschiedenen europäischen Radioteleskopen, darunter das Sardinia Radio Telescope (SRT, auf Sardinien) zu kombinieren und oft denselben Pulsar gleichzeitig zu beobachten . Diese Erfahrung war sehr hilfreich bei der Erstellung der aktuellen Version der Daten. Darüber hinaus wurde ein großer Teil der Methodik, die verwendet wurde, um die Eigenschaften des möglichen Signals während der langjährigen Überwachung zu verstehen, innerhalb der EPTA entwickelt.
Der nächste Schritt für das IPTA-Team wird die Messung der sogenannten „räumlichen Korrelation“ zwischen Pulsaren sein. „Die Korrelation des Signals zwischen den Pulsarpaaren – spezifiziert Andrea Possenti – ist der Schlüssel zur Klärung der Signalquelle. Damit dies der Gravitationswellen-Hintergrund ist, muss sich jedes Pulsarpaar je nach Winkelabstand am Himmel auf eine ganz bestimmte Weise verhalten. Im Moment kann diesbezüglich noch nichts geschlossen werden: Tatsächlich brauchen wir ein stärkeres Signal, um diesen Zusammenhang zu messen.
„Dies ist eine echte internationale Teamarbeit – fasst Delphine Perrodin zusammen – in der der italienische Beitrag, zwischen INAF und der Universität Mailand Bicocca, mit den Beobachtungen am SRT, der Kombination mit den Daten der anderen Radiostationen, immer wichtiger wird. Teleskope, ihre astrophysikalische Analyse und Interpretation. Man kann nur optimistisch sein, bald zu einer epochalen Entdeckung kommen zu können.
(Unioneonline / vl)
