Eine simulierte Karte der Milchstraße, wie sie in Gravitationswellen erscheinen würde, hat einen eindrucksvollen Eindruck davon vermittelt, was zukünftige weltraumgestützte Detektoren beobachten werden.
Bisher wurden über 90 Gravitationswellenereignisse vom Triumvirat bodengestützter Detektoren entdeckt – dem Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) in den USA, Virgo in Italien und KAGRA in Japan. Bei all diesen nachgewiesenen Ereignissen handelt es sich um Verschmelzungen stellarer Masse Schwarze Löcher und/oder Neutronensterne in fernen Galaxien; Es wurden keine Gravitationswellenereignisse gefunden, die von unserem Planeten ausgehen Milchstraße.
Unsere Galaxie ist jedoch mit sogenannten ultrakompakten Doppelsternsystemen gefüllt, wie es früher der Fall war Doppelsterne die sich aber seitdem zu stellaren Überresten entwickelt haben.
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„Binäre Systeme … füllen die Milchstraße, und wir gehen davon aus, dass viele von ihnen kompakte Objekte wie … enthalten Weiße Zwerge, Neutronensterne Und Schwarze Löcher in engen Umlaufbahnen“, sagte Cecilia Chirenti von der University of Maryland Das Goddard Space Flight Center der NASAin einem Stellungnahme. „Aber wir brauchen eine Raum Observatorium, um sie zu „hören“, weil ihre Gravitationswellen Brummen bei Frequenzen, die für bodengestützte Detektoren zu niedrig sind.
ErdeAngebundene Observatorien wie z LIGO sind in der Lage, Gravitationswellen mit Frequenzen zwischen 5 und 20.000 Hertz zu erkennen. Ultrakompakte Doppelsterne in unserer Galaxie haben Frequenzen im Bereich von Millihertz, wenn sie sich spiralförmig umeinander drehen und schließlich verschmelzen.
Mehrere weltraumgestützte Gravitationswellendetektoren sind in Arbeit. Der Europäische WeltraumorganisationAn vorderster Front steht die Laser Interferometer Space Antenna (LISA) von China, deren Start für die 2030er Jahre geplant ist, während chinesische Wissenschaftler auch zwei Missionskonzepte haben, die TianQin bzw. Taiji heißen.
Chirenti ist Teil eines Teams unter der Leitung von Kaitlyn Szekerczes vom Gravitational Astrophysics Laboratory der NASA Goddard, das nun die Intensität und Frequenz von Gravitationswellen simuliert hat, die von ultrakompakten Doppelsternen in der Milchstraße ausgesendet werden. Das resultierende Bild zeigt, wie Observatorien wie LISA die Milchstraße in Gravitationswellen genauso untersuchen können, wie Astronomen sie in Röntgenstrahlen untersuchen. gamma Strahlen und so weiter. Das simulierte Bild zeigt ultrakompakte Doppelsterne, die in der Ebene der Spiralscheibe der Milchstraße konzentriert sind und sich in die Spiralscheibe der Milchstraße ergießen galaktischer Halo.
„Unser Bild ist direkt analog zu einer Gesamtansicht des Himmels in einer bestimmten Art von Licht, etwa sichtbarem Licht, Infrarotlicht oder Röntgenstrahlung“, sagte Teammitglied James Ira Thorpe, der ebenfalls bei NASA Goddard stationiert ist. „Das Versprechen von Gravitationswellen besteht darin, dass wir sie beobachten können das Universum auf eine völlig andere Art und Weise, und dieses Bild bringt das deutlich zum Ausdruck.
Bisher kennen Astronomen nur eine Handvoll ultrakompakter Doppelsterne mit Umlaufzeiten von weniger als einer Stunde, die die kompakten Objekte nahe genug beieinander platzieren würden, um nachweisbare Gravitationswellen auszusenden. Sie zu finden ist schwierig, da Neutronensterne und Schwarze Löcher nicht viel Licht aussenden. Das ist wo LISA wird hereinkommen: Ultrakompakte Doppelsterne sollten hell in Gravitationswellen strahlen, was es LISA ermöglichen würde, Zehntausende von ihnen zu entdecken.
Je kürzer die Umlaufzeit eines ultrakompakten Doppelsternsystems ist, desto höher ist die Frequenz und desto geringer die Amplitude der von ihm ausgesendeten Gravitationswellen. Wenn sie wirklich nahe beieinander liegen, könnte es sogar zu einem gewissen Massentransfer zwischen den beiden Objekten kommen, den Astronomen mit optischen Teleskopen, Röntgen- und Gammastrahlenteleskopen verfolgen könnten. Wissenschaftler sprechen von dieser Verschmelzung elektromagnetisch und Gravitationswellenbeobachtungen als „Multi-Messenger“. Astronomie.”
Details des simulierten Bildes wurden in einem Artikel veröffentlicht Das Astronomische Journal im vergangenen Juni.