Nog meer bewijs voor de zwaartekrachtsgolfachtergrond van het universum

De zwaartekrachtgolfachtergrond werd voor het eerst gedetecteerd in 2016. Deze werd aangekondigd na de publicatie van de eerste dataset van de Europese Pulsar Timing Array. Een tweede reeks gegevens is zojuist vrijgegeven, samen met de Indiase Pulsar Timing Array, en beide onderzoeken bevestigen het bestaan ​​van de achtergrond. De nieuwste theorie lijkt te suggereren dat we getuige zijn van het gecombineerde signaal van het samensmelten van superzware zwarte gaten.

Zwaartekrachtgolven zijn rimpelingen in de ruimte-tijd veroorzaakt door gewelddadige processen in het universum. Het werd in 1916 door Einstein voorspeld als onderdeel van zijn algemene relativiteitstheorie. Er wordt aangenomen dat de golven worden gegenereerd door versnellende massa's, zoals het samensmelten van zwarte gaten, de botsing van neutronensterren en dergelijke. Er wordt van hen verwacht dat ze door de ruimte kunnen reizen, grotendeels ongehinderd door iets op hun pad. De aanwezigheid ervan werd voor het eerst ontdekt in september 2015 door het Laser Gravitational-Wave Observatory, oftewel LIGO. Er wordt aangenomen dat het afkomstig is van de zwaartekrachtfusie van twee zwarte gaten op 1,3 miljard lichtjaar afstand.

De zwaartekrachtgolfachtergrond is een willekeurige verdeling van zwaartekrachtgolven die het universum doordringen, en dit is wat werd gedetecteerd in de Europese Pulsar Timing Array. Aangenomen wordt dat de achtergrond het gevolg is van meerdere op elkaar geplaatste zwaartekrachtgolven die bijvoorbeeld worden gegenereerd door superzware dubbelsterren met zwarte gaten. Het observeren van de achtergrond van zwaartekrachtgolven kan ons een geweldige kans bieden om het universum als geheel te bestuderen, zoals kosmische achtergrondstraling. Deze prestatie zou niet mogelijk zijn geweest zonder de Europese Pulsar Timing Array, de Indiase PTA, het Noord-Amerikaanse Nanohertz Observatorium en de Parkes PTA.

De Pulsar Timing Array (PTA) bestaat uit een netwerk van galactische pulsars die worden waargenomen en geanalyseerd om patronen te detecteren in de tijd dat hun pulsars op aarde aankomen. In wezen fungeren PTA's als detectoren ter grootte van een sterrenstelsel. Hoewel pulsar-timingarrays verschillende toepassingen hebben, zijn ze het populairst bij het gebruik van een array van millisecondepulsars om zwaartekrachtgolfachtergronden met lange golflengte te detecteren en analyseren.

Dit onderzoekspaper, geschreven door een team onder leiding van J. Antoniades van het Instituut voor Astrofysica in Griekenland onderzoekt de implicaties van het gemeenschappelijke laagfrequente signaal dat wordt waargenomen in de nieuwste gegevens van pulsars-timingarraysystemen. Door gegevens uit de vier verschillende datasets te combineren, zoekt het team naar een signaal dat alleen gegevens van hoge kwaliteit bevat.

De conclusie was ondubbelzinnig, maar het is een verder bewijs voor het bestaan ​​van een zwaartekrachtsgolfachtergrond. In de loop van de tijd, met meer pulsar timing array-projecten, zal de laagfrequente zwaartekrachtgolfachtergrond steeds duidelijker worden. De taak is nu om de details van al deze signalen te interpreteren om de kans te maximaliseren om het universum op deze nieuwe manier te verkennen.

bron : Tweede release van gegevens van de Europese Pulsar Timing Array: IV. Implicaties voor enorme zwarte gaten, donkere materie en het vroege universum