Astrofysikere forbereder sig på en tidsalder af multi-budbringer astronomi, Byg galaksekatalog for at studere sorte huller

Ledet af postdoc-forsker Maria Charisi, et hold af internationale forskere kendt som NANOGrav-samarbejdet har lavet et katalog med 45, 000 galakser til at detektere gravitationsbølger skabt af par af sorte huller kendt som binære. Ved at bruge pulsarer - de mest præcise ure på himlen - en galaktisk skala detektor døbt en pulsar timing array og infrarøde data fra hele himlen, Charisi brugte kataloget til at indtaste hypotetiske binære værdier for at måle forskelle i massen af ​​de to sorte huller eller deres afstand fra hinanden inden for en galakse. "Da vi endnu ikke har fundet gravitationsbølger med pulsar-timing-arrays, vi kan lege med vores binære parametre og en række gravitationsbølgefrekvenser for at finde grænserne for størrelsen af ​​sorte huls binære i specifikke galakser, " sagde Charisi.

Fra dette arbejde, astrofysikere kan udelukke eksistensen af ​​visse typer binære i flere nærliggende galakser. I vores egen galakse, Forskere ved, at der eksisterer et centralt supermassivt sort hul, men ikke hvis der er en mindre ledsager, der danner en binær. Selvom pulsar timing arrays ikke kan begrænse en binær i vores Mælkevej, eksperimentet er så følsomt, at disse grænser svarer til grænser i vores egen galakse opnået med andre metoder.

Dette er første gang, at pulsar timing array-data er blevet udforsket med det medfølgende galaksekatalog. Ved at beregne grænserne for sorte huls binære i nærliggende galakser, Charisi, Stephen Taylor, assisterende professor i fysik og astronomi, og deres internationale kolleger forbereder sig på en tidsalder med multibudskabsastronomi. Da sorte huls binære filer interagerer sammen og i deres galaktiske miljø bestående af gas og stjerner, videnskabsmænd vil være i stand til at fortolke multimessenger-signaler fulde af rig information om galaksers sammensætning og adfærd. "Vi har aldrig set et sort hul binært før, så vi ved meget lidt i øjeblikket, " sagde Taylor. "Der er meget teoretisk debat om, hvordan en binær udvikler sig, og at se en vil være Rosetta-stenen på vores mark. Vi forbereder os på dette øjeblik."

Efterhånden som eksperimentet bliver mere følsomt med flere observationer, Charisi og Taylor forventer at sondere flere galakser, ser på scenarier fra endnu større stikprøver. I sidste ende med disse data og ved den første detektering af gravitationsbølger, videnskabsmænd vil være i stand til at udpege den galakse, hvorfra signalerne kom.