天体物理学者のチームは、シミュレーションを使用して、死にかけている星によって放出された破片が、アインシュタインが世紀以上前に予測した時空の波紋である重力波の発生源である可能性があることを突き止めた。
重力 波は一般相対性理論によって予測され、 それらは、加速している巨大な物体によって生成される時空の波紋です。 波は、連星や中性子星とブラックホールの合体などの物体の相互作用によっても生成されます。
重力波は、ルイジアナ州とワシントン州に拠点を置くレーザー干渉重力波天文台 (LIGO) によって初めて検出されました。 LIGO は、地下構造物の鏡に当たるレーザー パルスのタイミングのわずかな違いを測定することで重力波を検出します。 これらの違いは、時空の脈動がレーザーパルスをわずかに遅らせることを示唆しています。
現在、研究者チームは、まだ検出されていない新しいタイプの波が宇宙を脈動している可能性があることを示唆しています。それは、死にかけている星から放出される物質によって生成される重力波です。 彼らの研究は本日、第 242 回アメリカ天文学会総会で発表されました。
「これまでLIGOは連星系からの重力波しか検出していないが、いつかは初の非連星系重力波源を検出するだろう」とノースウェスタン大学の天体物理学者で研究論文の筆頭著者であるオレ・ゴットリーブ氏はノースウェスタン紙で述べた。リリース。 「繭は、この種の発生源を探すべき最初の場所の つです。」
このような波はまだ観測されていないが、ゴットリーブ氏と彼の同僚が行ったシミュレーションでは予測されていた。 研究者らは、星がどのように消滅し、物質を外側に放出して内側に収縮し、残された空隙にブラックホールを残すかをモデル化した。
研究者らは、ブラックホール降着円盤（ブラックホールを取り囲み、電波望遠鏡の画像でその影を見えるようにする過熱物質）が重力波の発生源である可能性があるかどうかを判定しようと努めた。
しかし、降着円盤に目を向けると、死にかけている星によって生成された加速物質のジェットを取り囲む物質の繭からのシミュレーションデータによって、チームの計算は中断された。 このモデルは、ジェットの周囲の物質が、LIGO が検出する周波数範囲内の時空の摂動を引き起こす可能性があることを示唆しました。
新しい発生源からの重力波の検出は、重力波の背景、つまり宇宙を絶えず吹き抜ける重力波のノイズを追跡しようとしている天体物理学者にとっても恩恵となるでしょう。 科学者たちは、パルサータイムアレイを使用して重力波背景を探索しています。パルサータイムアレイは、LIGOと同様の方法で機能しますが、地下のレーザーパルスではなく、高速回転するパルサーによって放出される光のタイミング検出に依存しています。
重力波天文学の聖杯は、同様の方法で運用される宇宙ベースの天文台ですが、LIGO (その後、LIGO-Virgo-KAGRA を形成するために他の天文台と拡張および統合されています) よりもはるかに大規模です。コラボレーション）。 重力「波」を検出するためにLIGOの長さ2,5マイル（4キロメートル）のアームを使用する代わりに、天体物理学者は、提案されているLISAミッションの長さ1,5万マイル（2,41万キロメートル）のアームを使用することができる。
しかし、そのような天文台が出現するときは常に、どこを見るべきかを知っていれば確かに役立ちます。
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