NANOGrav ( North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves ) er et konsortium af astronomer [1] , der detekterer gravitationsbølger ved at observere millisekunders pulsarer ved hjælp af Green Bank og Arecibo radioteleskoper . Projektet udføres i samarbejde med internationale partnere i PPTA (Parkes Pulsar Timing Array) i Australien og EPTA (European Pulsar Timing Array) som en del af IPTA (International Pulsar Timing Array) konsortiet.
Gravitationsbølger er en vigtig forudsigelse af Einsteins generelle relativitetsteori . Det antages, at de er resultatet af stofoverførslen, fluktuationer i det tidlige univers og rumtidens dynamik som sådan. Pulsarer er hurtigt roterende neutronstjerner med et kraftigt magnetfelt, som dannes i processen med supernovaeksplosioner . De bruges som højpræcisionsure inden for forskellige områder af astrofysik, herunder himmelmekanik, neutronstjerneseismologi, undersøgelser af stærke gravitationsfelter og galaktisk astronomi.
Ideen om at bruge pulsarer som gravitationsbølgedetektorer blev oprindeligt foreslået af M.V. Sazhin [2] og S.L. Detweiler [3] i slutningen af 1970'erne. Ideen er at betragte solsystemets barycenter og den fjerne pulsar som modsatte ender af en imaginær løftestang i rummet. Pulsaren fungerer som et referenceur i den ene ende af armen og udsender regelmæssige signaler, som opfanges af en observatør på Jorden . Passagen af gravitationsbølger forstyrrer den lokale rum-tid-metrik og fører til ændringer i rotationsfrekvensen af den observerede pulsar.
Hellings og Downes [4] udvidede efterfølgende denne idé til en pulsararray og fandt ud af, at den stokastiske baggrund af gravitationsbølger producerer et korreleret signal for forskellige vinkelafstande. Nøjagtigheden af resultaterne i denne undersøgelse er begrænset af nøjagtigheden og frekvensstabiliteten af pulsarerne i arrayet. Efter opdagelsen af den første millisekundpulsar i 1982, var Foster og Becker [5] blandt de første astronomer, der opnåede en signifikant stigning i følsomheden ved detektering af gravitationsbølger ved at anvende Hellings-Downs analysen på en række meget stabile millisekundpulsarer.
I det sidste årti, med fremkomsten af moderne digitale dataindsamlingssystemer, nye radioteleskoper og modtagesystemer og opdagelsen af mange nye pulsarer, er der opnået en betydelig forbedring i følsomheden af pulsartidsgitter-arrays over for gravitationsbølger. Hobbs Group-undersøgelsen fra 2010 [6] opsummerer det internationale samfunds nuværende præstationer. Demorest-gruppens 2013-studie [7] indeholder data indsamlet over 5 år, deres analyse og den aktuelle øvre grænse for den stokastiske gravitationsbølgebaggrund.
NANOGravs forskningsaktivitet er støttet af tilskud fra NSERC i Canada, NSF og RCSA i USA. NSF tildelte for nylig et stipendium på $6,8 millioner til forskere ved NANOGrav gennem PIRE-programmet (Partnerships for International Research and Education). I deres seneste Decade Review of Astronomy and Astrophysics udnævnte National Academies of Sciences NANOGrav blandt otte mellemklasse astrofysikprojekter, der anbefales til høj prioritet finansiering i det næste årti.
| Gravitationsbølgeastronomi : detektorer og teleskoper | ||
|---|---|---|
| Underjordisk interferometrisk (fungerende) |
| |
| Jordinterferometrisk (fungerende) | ||
| Jord andre (fungerende) | ||
| Jord (planlagt) | ||
| Plads (planlagt) | LISA | |
| historisk |
| |
| Dataanalyse | einstein@home | |
| Signaler ( liste ) | ||