Studenci magistra z Nijmegen przewidują, że LISA, nadchodzący projekt ESA dotyczący anteny kosmicznej, będzie wykrywał silniejsze fale grawitacyjne z białych karłów niż z czarnych dziur. To odkrycie może poszerzyć naszą wiedzę na temat ewolucji gwiazd w odległych galaktykach.
Fale grawitacyjne z orbity biały karzeł Jak wynika z dwóch publikacji naukowych napisanych przez dwóch studentów studiów magisterskich z Nijmegen i ich przełożonego, przewiduje się, że gwiazdy będą wytwarzać szum tła jeszcze silniejszy niż ten wytwarzany przez podwójne czarne dziury. To zaskakujące odkrycie wyprzedza ustalenia z nadchodzącej misji kosmicznej LISA, która początkowo nie uwzględniała „hałasu” białych karłów. Na szczęście szum ten można odfiltrować, potencjalnie ujawniając nowe informacje o tych gwiazdach.
Wystrzelenie anteny kosmicznej z interferometrem laserowym (LISA) zaplanowano na rok Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) w połowie lat trzydziestych XXI wieku będzie potężnym narzędziem do badania fal grawitacyjnych pochodzących z różnych źródeł kosmicznych, w tym zwartych gwiazd podwójnych, podwójnych białych karłów, supermasywnych czarnych dziur i innych egzotycznych obiektów we wszechświecie. Holandia odgrywa główną rolę w opracowywaniu komponentów LISA, takich jak „oczy”, oprogramowanie, systemy naprowadzania i elektronika odczytowa. Oprócz głównych obserwacji LISA wykryje szum tła pochodzący od miliardów starożytnych, połączonych czarnych dziur.
Innowacje w modelach fal grawitacyjnych
Gijs Nelemans jest astronomem na Uniwersytecie Radboud (Nijmegen, Holandia). Jest zaangażowany w holenderski wkład w LISA. Razem z absolwentami studiów magisterskich, Seppe Staelensem i Sophie Hofman, opracował modele mające na celu sprawdzenie, czy szum tła białych karłów można uchwycić w taki sam sposób, jak szum tła czarnych dziur.
Staelens, który przyjechał do Nijmegen w ramach wymiany studenckiej z Leuven i obecnie posiada tytuł doktora. student Cambridge, zaczynał od prostych modeli. Hofman, który właśnie skończył studia i odbywa staż w przemyśle, następnie rozszerzył modele.
Spostrzeżenia na temat ewolucji gwiazd dzięki LISA
Modele pokazały, że szum tła wytwarzany przez białe karły jest silniejszy niż hałas wytwarzany przez czarne dziury. „Nasz kierownik uważał, że LISA nigdy nie będzie w stanie wykryć zbiorowego sygnału białych karłów” – mówi Staelens. „A teraz nasze modele pokazują, że białe karły przyćmiewają czarne dziury. Ha!”
Astronomowie postrzegają szum tła białych karłów jako okazję do badania ewolucji gwiazd takich jak nasze Słońce w odległych galaktykach. „Za pomocą teleskopów można badać jedynie białe karły w naszym własnym Droga Mlecznaale dzięki LISA możemy słuchać białych karłów z innych galaktyk” – mówi Nelemans. „Co więcej, oprócz szumu tła czarnych dziur i szumu białych karłów, być może uda się wykryć inne egzotyczne procesy z wczesnego Wszechświata”.
Hofman dodaje: „Myślę, że to naprawdę fajne, że dzięki badaniom mojego mistrza przyczyniamy się do oczekiwanych odkryć w ramach tak ważnej misji, jak LISA”.
Referencje:
„Niepewność tła astrofizycznej fali grawitacyjnej białego karła” Sophie Hofman i Gijs Nelemans, 21 października 2024 r., Astronomia i astrofizyka.
DOI: 10.1051/0004-6361/202451510
„Prawdopodobieństwo, że układy podwójne białych karłów zdominują tło astrofizycznej fali grawitacyjnej w paśmie mHz”, Seppe Staelens i Gijs Nelemans, 15 marca 2024 r., Astronomia i astrofizyka.
DOI: 10.1051/0004-6361/202348429
