بزرگ‌ترین تلسکوپ رادیویی جهان امواج گرانشی را تشخیص داد

به گزارش خبرنگار گروه ارتباطات و فناوری اطلاعات خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از سی‌جی‌تی‌ان، دانشمندان چینی شواهد کلیدی برای وجود امواج گرانشی نانوهرتز پیدا کرده‌اند.

این تحقیق براساس مشاهدات زمان بندی تپ‌اختر‌ها بود که با تلسکوپ کروی با دیافراگم پانصدمتری "فست" (FAST) انجام شد.

ساخت "فست"  که حساس‌ترین تلسکوپ رادیویی تک دیش جهان است در اواخر سال ۲۰۱۶ به پایان رسید و به طور رسمی با آغاز ۲۰۲۰ شروع به کار کرد.   اصلی‌ترین وظیفه علمی این تلسکوپ، مشاهده تپ اختر‌ها (تَپ‌اختر‌ها یا تَپار‌ها ستاره‌های نوترونی چرخانی هستند که با سرعت بسیار زیادی دوران می‌کنند و پالس‌های مداومی از انرژی تابشی به همراه خطوط میدان مغناطیسی قوی را از خود منتشر می‌کنند. برخی از تپ‌اختر‌ها نیز پرتو‌های ایکس تابش می‌کنند) است.

تشخیص امواج گرانشی نانوهرتز به دلیل فرکانس بسیار پایین آن‌ها بسیار چالش برانگیز است، جایی که دوره متناظر می‌تواند تا چندین سال و طول موج تا چندین سال نوری باشد.

تاکنون، استفاده از تلسکوپ‌های رادیویی بزرگ شبیه فست برای انجام مشاهدات زمان بندی طولانی مدت تپ‌اختر‌های میلی ثانیه‌ای با پایداری چرخشی شدید، تنها روش شناخته شده برای تشخیص موثر امواج گرانشی نانوهرتز بوده است.

در واقع آشکارساز‌های واقعی امواج گرانشی همان تپ‌اختر‌ها هستند. لی کجیا، محقق رصدخانه ملی نجوم چین می‌گوید: محققان از تلسکوپ‌های بزرگ برای خواندن سیگنال‌های این تپ‌اختر‌ها استفاده می‌کنند که به عنوان یک "ساعت" بسیار استاندارد عمل می‌کنند تا زمان را یاد بگیرند و تعیین کنند که فضا چگونه تحت تاثیر امواج گرانشی قرار می‌گیرد. 

با استفاده از حساسیت بالای تلسکوپ فست پژوهشگران آرایه زمان‌سنجی، به مدت ۴۱ ماه ۵۷ تپ‌اختر میلی‌ثانیه‌ای را با فواصل زمانی منظم نظارت کردند.

آن‌ها شواهد کلیدی برای همبستگی چهار قطبی سازگار با پیش بینی امواج گرانشی نانوهرتز در سطح اطمینان آماری ۴.۶ سیگما، با احتمال هشدار کاذب دو در میلیون یافتند.

نرم‌افزار تحلیل داده‌ها و الگوریتم‌های پردازش داده‌های خودتوسعه‌یافته توسط محققان مشغول در پروژه آرایه زمان‌سنجی تپ‌اختر مورد استفاده قرار گرفتند و  محققان توانستند جزئیات داده‌های ۵۷ نمونه از آن را با دقت تحلیل و پردازش کنند.

به طور کلی، محققان پروژه آرایه زمان‌سنجی تپ‌اختر با استفاده از قابلیت‌های حساسیت بالای تلسکوپ فست و نرم افزار تحلیل توسعه یافته خود، به شناسایی و تفسیر سیگنال‌های تپ‌اختر‌ها رسیده و کشف قابل توجهی درباره موج‌های گرانشی نانوهرتزی کرده است.

چانگ جین، از مدیران این پروژه گفت: موج‌های گرانشی نانوهرتز یک پنجره مهم برای مشاهده جهان برای انسان‌ها باز می‌کند، که بدون شک منجر به کشف‌های مهم در فیزیک خواهد شد؛ با استفاده از موج‌های گرانشی نانوهرتز، پژوهشگران می‌توانند اجرام ابرجرم در جهان مانند سیاه‌چاله‌ها، سیاه‌چاله‌های  ابرجرم، تشکیل، تکامل و ادغام کهکشان‌ها و ساختار دوره اولیه جهان را مطالعه کنند. 

این پژوهش به صورت آنلاین در مجله علمی پژوهشی نجوم و اخترفیزیک منتشر شده است.