„Chinas Himmelsauge“ hat eine weitere wichtige Neuentdeckung gemacht!

Die Suche nach Gravitationswellen im Nanohertzbereich ist eines der Schwerpunktthemen, das in der internationalen Physik und Astronomie große Aufmerksamkeit erregt hat. Ein chinesisches Forschungsteam hat kürzlich mit dem „China Sky Eye“ FAST wichtige Beweise für die Existenz von Nanohertz-Gravitationswellen gefunden, was einen wichtigen Durchbruch bei der Suche nach Nanohertz-Gravitationswellen darstellt.

Die Forschung wurde vom Forschungsteam des China Pulsar Timing Array (CPTA) durchgeführt, das sich aus Forschern des Nationalen Astronomischen Observatoriums der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und anderer Institutionen zusammensetzt. Die entsprechenden Ergebnisse wurden am 29. Juni online in der Fachzeitschrift Astronomy and Astrophysics Research veröffentlicht.

Gravitationswellen sind Kräuselungen in der Raumzeit, die durch beschleunigte massive Objekte im Universum verursacht werden, die die umgebende Raumzeit stören. Gravitationswellensignale sind extrem schwach, aber sie sind ein direktes Mittel zur Erkennung nicht leuchtender Materie im Universum. Da Gravitationswellen, die von massereicheren Himmelskörpern erzeugt werden, niedrigere Frequenzen haben, ist die Erfassung von Gravitationswellen mit Frequenzen im unteren Nanohertzbereich (10 hoch -9 Hz) von großer Bedeutung für das Verständnis von Themen wie supermassereichen Schwarzen Löchern, der Geschichte von Galaxienverschmelzungen und der Entstehung großräumiger Strukturen im Universum.

Luftaufnahme des „China Sky Eye“ (aufgenommen während Wartungsarbeiten). Foto: Xinhua News Agency-Reporter Ou Dongqu

Li Kejia, der korrespondierende Autor des Artikels und Forscher am Nationalen Astronomischen Observatorium der Chinesischen Akademie der Wissenschaften/Universität Peking, führte aus, dass Gravitationswellen im Nanohertz-Bereich aufgrund ihrer extrem niedrigen Frequenz, ihrer Periode von mehreren Jahren und ihrer Wellenlänge von mehreren Lichtjahren sehr schwer zu erkennen seien. Die einzige bekannte Möglichkeit, Gravitationswellen im Nanohertz-Bereich zu erfassen, besteht darin, mit großen Radioteleskopen langfristige Zeitbeobachtungen einer Gruppe von Millisekundenpulsaren durchzuführen, die sich extrem regelmäßig drehen.

In dieser Studie verwendete das CPTA-Forschungsteam das „China Sky Eye“, um eine langfristige systematische Überwachung von 57 Millisekundenpulsaren durchzuführen. Auf der Grundlage einer unabhängig entwickelten Software analysierten und untersuchten sie Daten aus einem Zeitraum von drei Jahren und fünf Monaten und fanden Hinweise auf Quadrupol-bezogene Signale mit Gravitationswelleneigenschaften im Nanohertzbereich bei einem Konfidenzniveau von 4,6 Sigma (Falschalarmrate von weniger als eins zu fünfhunderttausend).

Panoramablick auf das „China Sky Eye“ (aufgenommen während Wartungsarbeiten). Foto: Xinhua News Agency-Reporter Ou Dongqu

Die Empfindlichkeit der Gravitationswellenerkennung im Nanohertz-Bereich hängt stark vom Beobachtungszeitraum ab. Wissenschaftliche Forschungsteams in den USA, Europa und Australien führen seit jeweils etwa 20 Jahren die Suche nach Gravitationswellen im Nanohertz-Bereich durch. Das CPTA-Forschungsteam hat die hervorragende Leistung des ‚China Sky Eye‘ und seine Vorteile hinsichtlich Datengenauigkeit, Anzahl der Pulsare und Datenverarbeitungsalgorithmen voll ausgenutzt, um die Erkennung und Erforschung von Gravitationswellen im Nanohertz-Bereich in meinem Land gleichzeitig auf weltweit führendes Niveau zu bringen. sagte Akademiker Chang Jin, Direktor des Nationalen Astronomischen Observatoriums der Chinesischen Akademie der Wissenschaften.

Berichten zufolge wird das Nationale Astronomische Observatorium der Chinesischen Akademie der Wissenschaften die wissenschaftliche Forschung zur Erkennung von Nanohertz-Gravitationswellen weiter beschleunigen, Daten aus Langzeitbeobachtungen sammeln und dazu beitragen, ein neues Fenster für die Nutzung von Nanohertz-Gravitationswellen zur Erforschung des Universums zu öffnen. (Reporter Zhang Quan, Ou Dongqu)