Sonda Gaia może pomóc wykryć fale grawitacyjne tła
Astronomowie twierdzą, że korzystając z sondy Gaia, możliwe byłoby wykrycie fal grawitacyjnych poprzez zakłócenia, jakie wywierają one na ruch asteroid w Układzie Słonecznym.
Fale grawitacyjne są trudne do zaobserwowania, głównie dlatego, że są niewidoczne i niezwykle szybkie, poruszając się z prędkością światła (około 300 tysięcy km na sekundę). Pomimo wyzwań związanych z ich obserwacją, pierwsze fale zostały wykryte w 2015 roku za pomocą Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, w skrócie LIGO.
Einstein jako pierwszy zasugerował, że zdarzenia we Wszechświecie, które wykazują ruch, jak na przykład dwa obiekty krążące wokół siebie lub eksplodująca gwiazda, mogą generować fale w przestrzeni, rozciągając i ściskając wszystko na swojej drodze. Są to fale grawitacyjne i to właśnie wykryło LIGO, potwierdzając teorię Einsteina.
Obecne obserwacje fal grawitacyjnych są ograniczone do tych o częstotliwości 100 Hz, które są wytwarzane podczas łączenia się zwartych gwiazd podwójnych. Inna technika wykorzystuje Pulsar Timing Arrays (PTA) do badania częstotliwości fal od 10 do 8 Hz.
Metoda PTA bada znane pulsary milisekundowe w całej galaktyce. Pulsary są silnie namagnesowanymi pozostałościami po supermasywnej gwieździe, która wybuchła jako supernowa i emitują wiązki promieniowania ze swoich biegunów magnetycznych. Gdy pulsar obraca się, a jego bieguny są ustawione w jednej linii z Ziemią, badacze mogą zaobserwować regularne wybuchy lub impulsy promieniowania, gdy wiązka przechodzi obok.
Impuls pulsara jest bardzo precyzyjny i jest on doskonałym miernikiem czasu w całym wszechświecie. Badacze dzięki metodzie PTA obserwują pulsary i stale sprawdzają czas trwania impulsów. Jeśli przejdzie przez nie fala grawitacyjna, pojawią się niewielkie, ale obserwowalne różnice w nadejściu impulsu, które będą widoczne jako różnice w sygnaturze czasowej. Pomiar czasu pulsara jest dokładnym sposobem wykrywania fal grawitacyjnych. Astronomowie są przekonani, że sonda Gaia będzie odpowiednim narzędziem do pomocy w tym.
Gaia jest w stanie dokonać bardzo dokładnych pomiarów astrometrycznych pozycji obiektu. Badacze twierdzą, że przy użyciu Gai pozycja gwiazd lub innych pobliskich obiektów może ujawnić przejście fali grawitacyjnej.
W badaniu opublikowanym w serwisie arXiv,naukowcy twierdzą, że Gaia może nawet być w stanie wykryć fale grawitacyjne na podstawie ich wpływu na asteroidy w naszym Układzie Słonecznym. Zależy to od długości tych fal, która może wynosić od średnicy Ziemi do odległości między Słońcem a Plutonem, a może nawet dłużej. Naukowcy skoncentrowali swoje badania na falach rzędu 1 miliona jednostek astronomicznych i doszli do wniosku, że rzeczywiście mogą one zostać ujawnione przez zakłócenia w ruchu asteroid.
Emil Gołoś
