NANOGrav

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

NANOGrav (англ. North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves) — консорциум астрономов[1], занимающийся обнаружением гравитационных волн посредством наблюдения миллисекундных пульсаров с использованием радиотелескопов Грин-Бэнк и Аресибо. Проект осуществляется в сотрудничестве с международными партнерами в PPTA в Австралии и EPTA в рамках консорциума IPTA (International Pulsar Timing Array).

Обнаружение гравитационных волн с помощью расчёта времени пульсаров[править | править код]

Гравитационные волны — важное предсказание Эйнштейновой общей теории относительности. Предполагается, что они являются результатом переносного движения материи, флуктуаций в ранней Вселенной и динамики пространства-времени как такового. Пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звёзды с мощным магнитным полем, формирующиеся в процессе взрывов сверхновых. Они используются в качестве высокоточных часов в разнообразных областях астрофизики, включая небесную механику, сейсмологию нейтронных звёзд, исследования сильных гравитационных полей и галактическую астрономию.

Идея использовать пульсары как детекторы гравитационных волн была первоначально предложена Сажиным[2] и Детвейлером[3] в конце 1970-х. Идея состоит в том, чтобы рассматривать барицентр Солнечной системы и далекий пульсар как противоположные концы воображаемого рычага в пространстве. Пульсар выступает в качестве эталонных часов на одном конце рычага, посылая регулярные сигналы, которые регистрируются наблюдателем на Земле. Прохождение гравитационных волн возмущает локальную пространственно-временную метрику и приводит к изменениям в частоте вращения наблюдаемого пульсара.

Хеллингс и Даунс[4] впоследствии расширили эту идею до пульсарной решётки и обнаружили, что стохастический фон гравитационных волн производит коррелированный сигнал для различных угловых расстояний. Точность результатов в этом исследовании ограничена точностью и стабильностью частоты пульсаров в решётке. После обнаружения первого миллисекундного пульсара в 1982 году Фостер и Бекер[5] были среди первых астрономов, добившихся значительного увеличения чувствительности при регистрации гравитационных волн, применяя анализ Хеллингса-Даунса к решётке высокостабильных миллисекундных пульсаров.

В последнее десятилетие, с появлением современных систем цифрового сбора данных, новых радиотелескопов и приемных систем и открытий многих новых пульсаров было достигнуто значительное улучшение чувствительности массивов пульсарных временных решёток к гравитационным волнам. Исследование группы Хоббса 2010 года[6] обобщает текущее результаты деятельности международного сообщества. Исследование группы Демореста 2013 года[7] содержит данные, собранные за 5 лет, их анализ и текущий верхний предел стохастического гравитационно-волнового фона.

Источники финансирования[править | править код]

Исследовательская активность NANOGrav поддержана грантами от NSERC в Канаде, NSF и RCSA в США. NSF недавно вручила грант в $6,8 млн исследователям в NANOGrav в рамках программы PIRE (Partnerships for International Research and Education). В своём недавнем Десятилетнем обзоре астрономии и астрофизики Национальные академии наук обозначили NANOGrav среди восьми астрофизических проектов среднего уровня, рекомендуемых к высокоприоритетному финансированию в следующем десятилетии.

Примечания[править | править код]

  1. Jenet, F. et al., "The North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves", arΧiv:0909.1058 
  2. Sazhin, M.V. (1978). «Opportunities for detecting ultralong gravitational waves». Sov. Astron. 22: 36–38.
  3. Detweiler, S.L. (1979). «Pulsar timing measurements and the search for gravitational waves». Astrophysical Journal 234: 1100–1104. DOI:10.1086/157593. Bibcode1979ApJ...234.1100D.
  4. Hellings, R.W.; Downs, G.S. (1983). «Upper limits on the isotropic gravitational radiation background from pulsar timing analysis». Astrophysical Journal Letters 265: L39-L42. DOI:10.1086/183954. Bibcode1983ApJ...265L..39H.
  5. Foster, R.S.; Backer, D.C. (1990). «Constructing a pulsar timing array». Astrophysical Journal 361: 300–308. DOI:10.1086/169195. Bibcode1990ApJ...361..300F.
  6. Hobbs, G. et al. (2010). «The International Pulsar Timing Array project: using pulsars as a gravitational wave detector». Classical and Quantum Gravity 27 (8): 084013. arXiv:0911.5206. DOI:10.1088/0264-9381/27/8/084013. Bibcode2010CQGra..27h4013H.
  7. Demorest, P. et al. (2013). «Limits on the Stochastic Gravitational Wave Background from the North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves». Astrophysical Journal 762 (2): 94-118. arXiv:1201.6641. DOI:10.1088/0004-637X/762/2/94. Bibcode2013ApJ...762...94D.

Ссылки[править | править код]