Něco způsobuje fluktuaci v záření pulzarů, mohly by to být gravitační vlny

07. 11. 2021

Neutronové hvězdy Gravitační vlny Černé díry

Analýza pulzů vybraných neutronových hvězd ukazuje drobnou fluktuaci v jejich jinak pravidelné periodě. Podle nové studie by mohla být způsobena gravitačními vlnami s velmi nízkou frekvencí. Ukazuje se tak, že nový přístup, který přesně hlídá blikání pulzarů, by mohl deformace v časoprostoru odhalit. Doposud se vědcům podařilo detekovat pouze gravitační vlny s vysokou frekvencí pocházející od neutronových hvězd a malých černých děr, prostřednictvím detekce nízkých frekvencí by však mělo být možné zkoumat kolize supermasivních černých děr.

Kolize černých děr podle gravitačních vln

Doposud detekované kolize černých děr (listopad 2017). Vertikální osa ukazuje masu objektů, které do kolize vstupovaly a vystupovaly. U druhé kolize zleva s tečkovanými obrysy se jedná o kolizi neutronových hvězd.

Image credit:

Gravitační vlny jsou nerovnosti v časoprostoru způsobené interakcí extrémně hmotných těles jako jsou neutronové hvězdy nebo černé díry. Při srážce těchto objektů dochází k deformaci časoprostoru, která se šíří vesmírem a je detekovatelná extrémně citlivými přístroji na Zemi. Díky tomuto efektu mohou vědci zkoumat vzdálené černé díry i bez detekce elektromagnetické radiace (světlo, rádiové vlny, rentgen,...).

  
První detekce gravitačních vln: 14. září 2015 (publikováno v únoru 2016)
  
Počet detekcí: 90 potvrzených do listopadu 2021 (a k tomu desítky dalších detekcí s menší mírou jistoty)
  
Detektory: LIGO, VIRGO, KAGRA

Pulzary
Rotující neutronové hvězdy, které naším směrem vysílají proudy radiace vycházející z jejich pólů, se jeví jako pulzující hvězdy. Pulzary mají pravidelnou a specifickou periodu rotace a mohou být využívány například k orientaci sond ve vesmíru. 

Pulsar Timing Array
Časování pulzarů se dnes věnují tři programy - severoamerický, australský a evropský. Využívají radioteleskopů, často vzájemně propojených k pečlivému sledování vybraných pulzarů a v jejich pravidelném blikání hledají odchylky.

Nový výzkum
Nový výzkum pochází od evropského programu EPTA (European Pulsar Timing Array). V datech největších evropských radioteleskopů vědci našli drobné fluktuace, které ovlivňují několik zdrojů zároveň. Ty by mohly být způsobeny něčím, co ovlivňuje všechny signály napříč prostorem - tedy právě gravitační vlny.

Dřívější výzkum
Tento signál se evropským vědcům podařilo detekovat už v roce 2015. Tehdy nicméně neměli ještě tolik dat jako dnes a mohli jej interpretovat pouze s velkou nejistotou.

Gravitační vlny a jejich detekce