前例のない！宇宙のエコーを重力波で初めて捉えた

今朝、NanoGrav コラボレーションは、宇宙のエコーを重力波で捉えたことを示す一連の記事を発表しました。この発表は、NanoGrav が6 月 29 日にリリースされるこの発見について数週間にわたって予想していた後に行われました。

背景重力波と呼ばれるこれらの重力波が検出されたのは今回が初めてだ。 NanoGrav は電波望遠鏡を使用して、これらの重力波がパルサーと呼ばれる回転中性子星から放出される光の経路を通過するタイミングを推測します。

NanoGrav が使用する技術は、宇宙時計、パルサーを使用して低周波重力波を検出することに基づいています。これらの重力波は、宇宙の進化における超大質量ブラックホールからのノイズであるという疑いがあります。

NanoGrav とのコラボレーションは、低周波重力波を観測することを目的としています。この共同研究は、プエルトリコのアレシボと米国の GBT という 2 つの電波望遠鏡を使ってこれらの波を観測することに重点を置いている天文学者の連合です。

重力波を初めて検出した天文台である LIGO と NanoGrav の主な違いは、それぞれが観測する周波数です。 LIGO はより高い周波数で観測しますが、 NanoGrav は非常に低い周波数を捕捉できます。

重力波を見つける方法の 1 つは、光がある点から別の点に伝わるのにかかる時間を分析することです。光の速度が宇宙のどこでも一定であることを考えると、到着時間の変動は、何かが光子の経路を妨害したことを意味します。

これは、重力波観測所が重力波がそこを通過したことを推測し、検出する方法です。

低周波を検出できる実験は地球上に存在しないため、低周波はさらなる課題となります。だからこそ、NanoGrav 共同研究では、パルサーという宇宙補助装置を使用してそれらを検出することにしました。

大質量星が寿命を迎えると、中性子星に変化することがあります。これらの中性子星は、多くの場合、わずか数ミリ秒で非常に速く回転します。この回転する中性子星はパルサーと呼ばれます。

パルサーは回転しながら電波のジェットを放出します。これらのジェットは非常に正確な周期で地球に到達します。既知のパルサーからの次の無線信号がいつ来るかを正確に知ることができます。

NanoGrav はこれらのパルサー信号を 15 年間分析し、正確な予測モデルを作成してきました。到着時間の変動はコラボレーションによって捕捉されます。この変動は重力波に関連している可能性がある。

この 15 年間のデータセットを分析した後、NanoGrav は、その変動はバックグラウンド重力波と呼ばれる低周波数の重力波に関連していると結論付けました。

これらの重力波は、宇宙の進化の過程で互いに融合した超大質量ブラックホールからのノイズであるという考えです。 2 つのブラックホールが互いに周回するとき、それらは重力波を放出します。

大きな謎の 1 つは、超大質量ブラック ホールの起源です。これは天文学における最大の未解決の問題の 1 つです。

宇宙の歴史のある時期に、銀河が合体し、各銀河の中心にある超大質量ブラックホールが合体するダンスを始めたことはわかっています。

この発見により、この超大質量ブラックホールの衝突過程で何が起こっているのか、そしてそれらが宇宙の歴史の中でどのように分布しているのかについて、より多くの洞察が得られる可能性があります。