Ein Team untersucht Gravitationswellen mit Daten eines Pulsars
Ein Team von Wissenschaftlern veröffentlicht die Ergebnisse einer Untersuchung, die auf die Erkennung von Gravitationswellen aus einzelnen Quellen abzielt. Dafür nutzten sie hochfrequente Beobachtungen des Pulsars J1909-3744, die Teil des zweiten Datensatzes der Internationalen Pulsar-Timing-Kollaboration (IPTA) sind. 🔭
Die Beobachtungskampagne und die Datenverarbeitung
Die Phase intensiver Beobachtungen erstreckte sich von Juli 2010 bis November 2012. Die Daten wurden mit drei verschiedenen Radioteleskopen gesammelt: Nançay, Parkes und Green Bank. Die Beobachtung bei mehreren Radiofrequenzen war entscheidend, um die Effekte der Dispersionsmessung und ihre Variationen mit hoher Präzision zu korrigieren. Nach Anwendung dieser Korrekturen zeigten die Timing-Residuen eine Komponente von nicht modelliertem periodischem Rauschen mit einer Amplitude von 340 Nanosekunden.
Wichtige Details der Methodik:- Zeitraum der Kampagne: Intensive Beobachtungen zwischen Juli 2010 und November 2012.
- Infrastruktur: Kombinierter Einsatz der Radioteleskope Nançay, Parkes und Green Bank.
- Technik: Multifrequenzbeobachtungen zur Korrektur ionosphärischer Dispersions-Effekte.
Das Vorhandensein eines nicht modellierten periodischen Rauschens unterstreicht die Komplexität, extrem subtile Signale aus dem Hintergrund in Experimenten höchster Präzision zu extrahieren.
Obergrenzen für die Verformung von Raum-Zeit
Die Analyse lieferte Obergrenzen für die Verformung, die Gravitationswellen aus einzelnen Quellen verursachen würden. Für durchschnittliche Positionen am Himmel muss die Verformung kleiner als 1.9 × 10⁻¹⁴ bei 71 Nanoherz und kleiner als 2.3 × 10⁻¹³ bei 1 Mikroherz sein. Bei einer optimalen Position der Quelle verbessern sich diese Grenzen erheblich und reduzieren sich auf 6.2 × 10⁻¹⁵ und 8.9 × 10⁻¹⁴ bei denselben Frequenzen. Diese neuen Grenzen sind etwa 1,52-mal strenger als die zuvor vom Team von Perera et al. mit Daten der Europäischen Pulsar-Timing-Kollaboration (EPTA) veröffentlichten. 📉
Quantitative Ergebnisse der Verformung:- Durchschnittliche Position: Grenze < 1.9 × 10⁻¹⁴ (71 nHz) und < 2.3 × 10⁻¹³ (1 µHz).
- Optimale Position: Verbesserte Grenze auf 6.2 × 10⁻¹⁵ (71 nHz) und 8.9 × 10⁻¹⁴ (1 µHz).
- Fortschritt: Grenzen 1,52-mal strenger als in der vorherigen Studie von Perera et al.
Bedeutung des erkannten periodischen Rauschens
Das Finden eines nicht modellierten periodischen Rauschens in den Residuen nach Korrektur aller bekannten Effekte stellt eine relevante Entdeckung dar. Seine Amplitude von 340 Nanosekunden ist ein entscheidender Wert