Supermassiv binær sort huljæger:SKA pulsar timing array

For nylig, forskere fra National Astronomical Observatory of the Chinese Academy of Sciences kvantificerede potentialet for gravitationsbølgedetektering i æraen med Square Kilometer Array (SKA). Undersøgelsen blev offentliggjort i Fysisk gennemgang D .

Denne nye beregning viser, for første gang, at selv et lille antal millisekundpulsarer af høj kvalitet (ca. 20) overvåget af SKA kan levere værdifuld information om rødforskydningsudviklingen af ​​supermassive sorte huls binære filer (SMBBH).

Supermassive sorte huller findes almindeligvis i centrum af galakser og udvikler sig sammen med deres værter. SMBBH'er forventes således at eksistere i tætte galaksepar. Imidlertid, ingen er entydigt blevet opdaget.

Forskerholdet udførte semi-analytisk numerisk simulering for at estimere antallet af detekterbare SMBBH'er med SKA Pulsar Timing Array (SKA-PTA).

Baseret på infrarøde galakseprøver og statistiske antagelser af SMBBH-populationen, holdet beregnede deres lavfrekvente gravitationsbølgekarakteristika ved forskellige rødforskydninger.

SKA er et multifunktionelt radioteleskop med et opsamlingsområde, der nærmer sig 1 million kvadratmeter, og rummer således et stort potentiale for at detektere nanohertz gravitationsbølger.

Forskellig fra ideen om, at hundredvis af pulsarer almindeligvis antages at være nødvendige i tidligere arbejde, den nye beregning viser, at en SKA-PTA bestående af kun ~20 pulsarer er i stand til at opnå gravitationsbølgedetektering inden for fem års drift og vokse til en detektionsrate på mere end 100 SMBBHs/år efter ca. 10 år.

Inden for 30 års drift, omkring 60 individuelle SMBBH'er påvisning med z <0,05 og mere end 10 ⁴ med z <1 forventes.

Det betydelige antal forventede detektioner og deres udvikling med rødforskydning, der kan skelnes af SKA-PTA, vil gøre SKA til et væsentligt værktøj til at studere udviklingen af ​​SMBBH'er og deres værtsgalakser.