引力波干涉仪(如LIGO)是令人印象深刻的工程壮举,经过多年的打磨,测量了由巨大宇宙物体产生的时空中难以探测的涟漪。
但宇宙给了我们另一个工具,我们或许可以用它来探测难以捉摸的引力波信号。脉冲星是一种死亡恒星,它们精确计时的闪光延迟可能是宇宙引力波背景的暗示数十亿年来宇宙碰撞和恒星爆炸的嗡嗡声。
虽然他们的结论更为保守,但其结果与引力波背景并不矛盾。这表明,我们可能最终还是找对了对象但在做出结论性的声明之前,仍有大量工作要做。
研究人员在论文中写道:“最近,北美引力波合作纳米赫兹天文台(NANOGrav)在他们12.5年的数据集中发现了相同频谱的证据。”
“在这里,我们报告了使用帕克斯脉冲星计时阵列(Parkes Pulsar Timing Array)第二次数据发布了背景搜索。如果我们被迫在两种纳米重力模型(一种有共同频谱过程,另一种没有)中做出选择,我们会更支持相同频谱过程。”
引力波天文学仍处于起步阶段。我们已经在地球上使用LIGO-Virgo干涉仪探测到了引力波由黑洞和中子星碰撞产生的巨大光点。但是宇宙中应该有一个更微弱的信号引力波背景。
这是宇宙历史上累积的信号。每一对黑洞或中子星的碰撞,每一颗核坍缩的超新星甚至是大爆炸本身都应该在时空中产生涟漪。
经过这么长时间,这些波会变得很弱,很难找到,但它们都被预测会在宇宙背景中形成一种共振的“嗡嗡声”。
现在我们已经确认引力波的存在并且可以被探测到这一发现才6年科学家们正在寻找引力波背景。它可能会揭示很多关于宇宙历史的信息破解它将是一个重大的科学突破。虽然这并不容易,但脉冲星显示出了很多希望。
脉冲星是中子星的一种,疯狂高速旋转,并且以这样一种方式定向,当它们这样做时,它们的两极会闪烁出发射光束就像一个宇宙灯塔。由于这些毫秒脉冲的规律,我们可以在它们的一系列潜在应用中使用延时。这被称为脉冲星计时阵列。
因为引力波会扭曲时空,理论上,它们应该会在脉冲星计时上产生微小的延迟。这是NANOGrav团队在他们的数据中发现的,也是OzGrav团队一直在寻找的。
Shannon今年早些时候表示:“(引力波)背景会拉伸和收缩脉冲星和地球之间的空间时间,导致脉冲星信号到达的时间比没有引力波的情况要晚一点(拉伸)或早一点(收缩)。”
研究小组分析了来自澳大利亚帕克斯的Murriyang射电望远镜的数据,发现脉冲星发射的时间偏差与我们从引力波背景中预期的一致。他们还排除了其他可能的信号来源,比如木星和土星的干扰。
然而,仍然没有足够的数据来证实确实是在观察引力波背景,而不是普通的脉冲星噪声。还需要更多的观察和数据来确定信号是否与天空中所有脉冲星相关,这将需要更多的时间和工作。
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