محققان تشخیص امواج گرانشی را برای بررسی برخورد ستاره های نوترونی و سیاهچاله ها پیش می برند

هدف این تحقیق ارسال هشدار به ستاره شناسان و اخترفیزیکدانان در عرض 30 ثانیه پس از کشف، کمک به بهبود درک ستاره های نوترونی و سیاهچاله ها و چگونگی تولید عناصر سنگین از جمله طلا و اورانیوم است.

امواج گرانشی با فشردن فضازمان در یک جهت و کشش آن در جهت عمود بر هم با فضازمان تعامل دارند. به همین دلیل است که آشکارسازهای موج گرانشی پیشرفته فعلی L شکل هستند و طول نسبی لیزر را با استفاده از تداخل سنجی اندازه گیری می کنند، یک روش اندازه گیری که به الگوهای تداخل تولید شده از ترکیب دو منبع نور نگاه می کند. تشخیص امواج گرانشی نیاز به اندازه‌گیری طول لیزر تا اندازه‌گیری‌های دقیق دارد: معادل اندازه‌گیری فاصله تا نزدیک‌ترین ستاره، حدود چهار سال نوری از ما، تا عرض یک تار موی انسان.این تحقیق بخشی از همکاری LIGO-Virgo-KAGRA (LVK)، شبکه ای از تداخل سنج های امواج گرانشی در سراسر جهان است.

در آخرین کمپین شبیه‌سازی، از داده‌های دوره‌های رصد قبلی استفاده شد و سیگنال‌های امواج گرانشی شبیه‌سازی شده برای نشان دادن عملکرد نرم‌افزار و ارتقاء تجهیزات اضافه شد. این نرم‌افزار می‌تواند شکل سیگنال‌ها را شناسایی کند، نحوه رفتار سیگنال را ردیابی کند، و تخمین بزند که چه جرمی در رویداد گنجانده شده است، مانند ستاره‌های نوترونی یا سیاه‌چاله‌ها. ستاره‌های نوترونی کوچک‌ترین و متراکم‌ترین ستارگانی هستند که وجود دارند و زمانی تشکیل می‌شوند که ستاره‌های پرجرم در ابرنواخترها منفجر شوند.

هنگامی که این نرم‌افزار سیگنال موج گرانشی را تشخیص می‌دهد، هشدارهایی را برای مشترکین ارسال می‌کند که معمولاً شامل اخترشناسان یا اخترفیزیک‌دانان می‌شود تا در کجای آسمان قرار داشته باشد. با ارتقاء در این دوره مشاهده، دانشمندان می توانند هشدارها را سریعتر، کمتر از 30 ثانیه، پس از تشخیص یک موج گرانشی ارسال کنند.

اندرو تویوونن، دکترای دکترا، گفت: با این نرم افزار، ما می توانیم موج گرانشی ناشی از برخورد ستاره های نوترونی را که معمولاً برای دیدن آن بسیار ضعیف است، تشخیص دهیم، مگر اینکه دقیقاً بدانیم به کجا نگاه کنیم. دانشجوی دانشکده فیزیک و ستاره شناسی دانشگاه شهرهای دوقلو مینه سوتا. “تشخیص امواج گرانشی ابتدا به مکان یابی برخورد و کمک به اخترشناسان و اخترفیزیکدانان برای تکمیل تحقیقات بیشتر کمک می کند.”

ستاره شناسان و اخترفیزیکدانان می توانند از این اطلاعات برای درک چگونگی رفتار ستارگان نوترونی، مطالعه واکنش های هسته ای بین ستاره های نوترونی و سیاهچاله ها و چگونگی تولید عناصر سنگین از جمله طلا و اورانیوم استفاده کنند.

این چهارمین رصد رصدی با استفاده از رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری (LIGO) است و تا فوریه 2025 رصد خواهد شد. در بین سه دوره مشاهده گذشته، دانشمندان پیشرفت هایی در تشخیص سیگنال ها انجام داده اند. پس از پایان این دوره رصدی، محققان به بررسی داده‌ها و بهبودهای بیشتر با هدف ارسال سریع‌تر هشدارها ادامه خواهند داد.

.Materials provided by University of Minnesota. Note: Content may be edited for style and length