bármi olyan hatalmas közepének meghatározása, mint a naprendszerünk, a legjobb esetben is trükkös ügy, de a National Science Foundation gravitációs hullám obszervatóriumának és néhány remek új modellező szoftvernek köszönhetően a NASA Jet Propulsion Laborjával dolgozó kutatók most felfedték lakóövezetünk szomszédságának telitalálatát.
az Astrophysical Journal online tudományos fórumán nemrégiben közzétett új tanulmányban a csillagászok kiderítették, hogy Naprendszerünk tömegközéppontja mindössze 330 lábnyira van a Nap felszíne felett. Ez a pontos hely, hivatalosan barycenter néven ismert, méretarányában egyenlő lenne egy futballpályán fekvő spagetti szár szélességének tizedével, és segíteni fogja a tudósokat a megfoghatatlan gravitációs hullámok vadászatában, amelyek áthaladnak a területünkön, és a Tejútrendszert torzítják.
hitel: Getty Images
“a Tejútrendszeren keresztül megfigyelt pulzárok segítségével megpróbálunk olyanok lenni, mint egy pók, amely csendben ül a hálója közepén”-mondta Stephen Taylor, a tanulmány társszerzője, a Tennessee-i Vanderbilt Egyetem fizika és csillagászat adjunktusa. “Az, hogy mennyire jól értjük a naprendszer barycenter-jét, kritikus fontosságú, mivel megpróbáljuk érzékelni a web legkisebb bizsergését is.”
a Naprendszer tömegközéppontja, beleértve a napot, a földet és az összes keringő bolygót, mind ezen a baricentrum körül forog, és ez mindig változó pozíciókat eredményez, pontosan onnan, ahol a bolygók állandó pályájukon helyezkednek el. A Jupiter azonban egy megfélemlítő behemót, amikor a gravitációs hatásokról van szó, és ez a pontos központ kissé mozoghat attól függően, hogy a gázóriás hol van hosszú utazása során a mi hullámzó csillagunk körül.
az Ephemerides, a nap, a hold és az összes bolygó becsült helyzetét egy év alatt bemutató részletes térképek voltak az egyik módja a naprendszer központjának meghatározására, és lehetővé tették a tengerészek számára, hogy a csillagok alapján navigáljanak. De ezek a térképek nem számolnak el minden olyan rendellenességgel, amelyet olyan anomáliák okoznak, mint a fekete lyukak gravitációs hullámai és a bolygók húzása. A számítógépek által létrehozott kifinomultabb efemerisz-modellezés nagyobb fokú pályakövetést kínál.
részletesen ebben a legújabb kutatási cikkben a tudósok tanulmányozták az NSF észak-amerikai Nanohertz Megfigyelőközpontja a gravitációs hullámok (NANOGrav) projektjének több mint egy évtizede eleget tett pulzárok megfigyeléseit, a haldokló pulzár csillagok által kibocsátott állandó jelek felhasználásával segítve a távolságszámításokat, hogy pontosabb becslést készítsenek.
a gyorsan forgó neutroncsillagok rendkívül izgatható típusa, a pulzárok sűrűn csomagolt csillagmagok, amelyek szabályos koncentrált sugárzást bocsátanak ki pólusaikból.
“ebben a cikkben leírjuk a naprendszer efemerisz bizonytalanságainak fizikai modelljének motivációját, felépítését és alkalmazását, amely a szabadság fokaira (a Jupiter orbitális elemeire) összpontosít, amelyek a leginkább relevánsak a pulzár-időmérő tömbökkel végzett gravitációs hullámkeresésekhez”-jegyzik meg a kutatók.
forrás: Getty Images
felismerve ezeket a létfontosságú bizonytalanságokat, és remélve, hogy pontosabb naprendszerközpontot biztosítanak, a kutatók egy új szoftvermodellt terveztek BayesEphem néven. Fejlett detektáló eszközökkel megrakva modellezték az efemerideket, amelyek hibákat okoztak a gravitációs hullámméréseikben. Azáltal, hogy reális képet adtak azokról a módszerekről, amelyekkel a Jupiter gravitációja befolyásolta a körülötte lévő égitestek egyensúlyát, boldogan felfedezték, hogy gravitációs hullámszámításaik is sorakoznak.
a NANOGrav a Puerto Rico-i Arecibo Obszervatóriumban és a nyugat-virginiai Green Bank Obszervatóriumban található hatalmas rádióteleszkópok technológiáját használja fel, hogy a fekete lyukak szétszakadásainak és a pulzárok sugárzási idejének változásait vizsgálja, amikor a földnek csapódnak, amit a gravitációs hullámoknak nevezett tér-idő hullámok enyhe torzító hatása okoz.
hitel: Getty images
“a galaxisban szétszórt pulzárok pontos megfigyelése jobban lokalizálta magunkat a kozmoszban, mint valaha is tudtuk” – magyarázta Taylor. “A gravitációs hullámok ilyen módon történő megtalálásával más kísérletek mellett holisztikusabb áttekintést kapunk az univerzum mindenféle fekete lyukáról.”