盖亚可以帮助探测宇宙中的背景引力波

2023-11-29 10:05:12 字數 1044 閱讀 1139

欧空局盖亚卫星观测银河系的艺术家印象。**esa/atg medialab;银河系:esa/gaia/dpac

在阳光明媚的日子里,池塘里的涟漪很迷人,空间结构中的涟漪也很迷人,尽管后者有点难以观察。一组天文学家在arxiv预印本服务器上发表的一篇**中提出,使用高度调谐的盖亚探测器,有可能通过引力波对太阳系中小行星运动的扰动来探测引力波。

引力波很难观测到,主要是因为它们是看不见的,而且速度快得令人难以置信,以光速(每秒约30万公里)传播。尽管观测它们具有挑战性,但2023年使用激光干涉引力波天文台(简称ligo)探测到了第一批波。

不过,让我们先回顾一下。爱因斯坦首先提出宇宙中表现出运动的事件;也许两个相互绕行的物体或一颗恒星**可能会在空间中产生涟漪,拉伸和挤压其路径上的任何东西。这些是引力波,这就是ligo八年前探测到的,支持了爱因斯坦的理论。

目前对引力波的观测仅限于100赫兹频率的引力波,这些引力波是在致密双星合并过程中产生的。另一种技术使用脉冲星定时阵列 (pta) 来探索 10 到 8 hz 之间的波频率。

pta方法检查了整个银河系中已知的毫秒脉冲星。脉冲星是一颗超大质量恒星的高度磁化残骸,它已经变成超新星,并从其磁极发出辐射束。当脉冲星旋转时,如果它的两极与地球对齐,我们会看到光束扫过时有规律的辐射爆发或脉冲。

脉冲星的脉冲非常精确,它们是整个宇宙中神话般的计时员。pta观察这些脉冲星并不断审查脉冲时间。如果引力波通过,那么脉冲到达时将出现微小但可观察到的差异,表现为拍号的差异。测量脉冲星定时是探测引力波的准确方法,但看起来盖亚想要参与其中。

盖亚能够对物体的位置进行高精度的天体测量。研究小组建议,使用盖亚,那么恒星或其他更近的物体的位置可能会揭示引力波的通过。

这篇**继续指出,盖亚甚至可能能够根据引力波对我们太阳系中小行星的影响来探测引力波。这取决于引力波的波长,其范围可以从地球的直径到太阳和冥王星之间的距离,甚至可能更长。研究人员将他们的研究集中在100万个天文单位的波浪上,并得出结论,它们确实可以通过小行星运动的扰动来揭示。

更多信息:giorgio mentasti 等人,用太阳系天体测量观测引力波,arxiv (2023)。doi: 10.48550/arxiv.2311.03474

盖亚非常精确,可以预测微透镜事件

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