국제 펄서 타이밍 어레이

International Pulsar Timing Array

International Pulsar Timing Array(IPTA)는 유럽 Pulsar Timing Array(EPTA), 북미 중력파 관측소(NANOGrav), 파크스 Pulsar Timing Array(PPTA) 및 인도 Parkes Pulsar Timing Array(PPTA)로 구성된 다중 기관 및 다중 망원경 협업입니다[1].IPTA의 목적은 초질량 블랙홀의 병합과 같은 초저주파 중력파를 약 30개의 펄서로 배열하여 검출하는 것입니다.이 목표는 각 참가 기관이 공유하고 있지만, 각각의 노력과 자원을 조합하는 것으로써, 보다 단기간에 달성할 수 있다고 인식하고 있다.

개요

기본 실험은 밀리초 펄사(MSP)에서 나오는 펄스의 도착 시간(TOA)의 예측 가능성을 이용하여 은하 클럭의 시스템으로 사용합니다.시계의 교란은 지구에서 측정할 수 있을 것이다.지나가는 중력파에 의한 교란은 펄스 합성에 걸쳐 특별한 신호를 가지며, 따라서 감지될 것입니다.

실험은 레이저 빔의 비행 시간이 특정 경로를 따라 측정되고 직교 방향 경로를 따라 비행 시간과 비교되는 LIGO 및 VIRGO와 같은 지상 간섭계 검출기와 유사하다.레이저 빔의 비행 시간 대신 IPTA는 펄서로부터의 전자기 펄스의 비행 시간을 측정합니다.LIGO의 경우처럼 4km의 암 대신 IPTA의 '암'은 펄서와 지구 사이의 거리인 수천 광년이다.각 PTA는 매달 약 20개의 MSP를 곱합니다.협업 간의 광범위한 중복으로, IPTA에 의해 타이밍이 설정된 MSP의 총 수와 검출기의 '암'의 수는 약 30개이다.

IPTA와 지상 간섭계 사이의 이러한 차이는 그들이 완전히 다른 범위의 중력파 주파수와 다른 범주의 선원을 탐사할 수 있게 해준다.지상 기반 검출기는 수십 ~ 수천 Hz에 민감하지만 IPTA는 수십 ~ 수백 마이크로Hz에 민감하다.이 범위의 중력파의 주요 원천은 은하 중심에서 우주에 풍부하게 존재하는 것으로 생각되는 수십억 개의 태양 질량을 가진 초질량 블랙홀의 2진수 합병이 될 것으로 예상됩니다.

IPTA의 자원은 상당하다.EPTA는 영국의 러벨 망원경, 독일의 에펠스버그 100m 전파망원경, 이탈리아의 사르디니아 전파망원경, 네덜란드의 웨스터보크 합성 전파망원경, 프랑스의 난사이 전파망원경 등 유럽의 100m급 5개 망원경에 많은 시간을 투자한다.이 다섯 개의 망원경은 모두 합쳐서 300미터급 단일 망원경으로 함께 작동하는 LEAP(Large European Array for Pulsars)를 구성한다.나노그라브는 100m 그린뱅크 망원경에서 한 달에 하루 정도, 붕괴 전에는 푸에르토리코의 300m 아레시보 천문대에서 한 달에 0.5일 정도를 사용한다.PPTA는 호주의 64m 파크스 전파 망원경에서 한 달에 며칠을 사용한다.

펄서 타이밍은 미국 [2]국립과학아카데미가 후원한 Astro2010 Decadal Review의 입자 천체물리학 및 중력 패널로부터 "중형" 부문에서 공동 1위를 차지했습니다.

IPTA는 IPTA 운영위원회에 의해 조정되고 조언된다. IPTA 운영위원회는 3명의 IPTA 컨소시엄 구성원 각각에서 2명의 대표자와 직전 의장까지 포함한 7명의 위원으로 구성된다.현재 위원회에는 리처드 맨체스터(현 CSIRO 천문학과 우주과학; PPTA), 윌럼 반 스트래튼(스윈번 공과대학; PPTA), 스콧 랜섬(국립전파천문대; 나노그라브), 잉그리드 계단(브리티시컬럼비아 대학; NANOGrav) 등이 참여하고 있다.Gilles Theureau (Orléans; EPTA; University of EPTA) 및 Andrea Lommen (과거 의장; Franklin & Marshall College)입니다.3개 컨소시엄은 세계 각국의 중력파 실험 리더들로 구성된 자문위원회인 '중력파 국제위원회'의 멤버이기도 하다.

첫 번째 IPTA 데이터는 2016년 2월 12일에 공개되었으며, 중력파 [3]배경의 진폭에 대한 2-시그마 한계를 제공했다.2019년 9월 10일 발표된 두 번째 데이터에서는 예상되는 적색 소음 배경이 검출되었지만 초대질량 블랙홀 [4][5]병합은 검출되지 않았다.

레퍼런스

  1. ^ Hobbs, G.; et al. (2010). "The International Pulsar Timing Array project: using pulsars as a gravitational wave detector". Class. Quantum Grav. 27 (8): 084013. arXiv:0911.5206. Bibcode:2010CQGra..27h4013H. doi:10.1088/0264-9381/27/8/084013. S2CID 56073764. 084013.
  2. ^ National Research Council of the National Academy of Sciences (2011). Panel reports—New Worlds, New Horizons in Astronomy and Astrophysics. Washington, D.C.: National Academies Press. ISBN 978-0-309-15962-3.
  3. ^ Verbiest, J. P. W.; Lentati, L.; Hobbs, G.; van Haasteren, R.; Demorest, P. B.; Janssen, G. H.; Wang, J. -B.; Desvignes, G.; Caballero, R. N.; Keith, M. J.; Champion, D. J.; Arzoumanian, Z.; Babak, S.; Bassa, C. G.; Bhat, N. D. R.; Brazier, A.; Brem, P.; Burgay, M.; Burke-Spolaor, S.; Chamberlin, S. J.; Chatterjee, S.; Christy, B.; Cognard, I.; Cordes, J. M.; Dai, S.; Dolch, T.; Ellis, J. A.; Ferdman, R. D.; Fonseca, E.; et al. (2016). "The International Pulsar Timing Array: First Data Release". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 458 (2): 1267–1288. arXiv:1602.03640. Bibcode:2016MNRAS.458.1267V. doi:10.1093/mnras/stw347. S2CID 4684500.
  4. ^ Perera, B. B. P.; et al. (2019-12-21). "The International Pulsar Timing Array: Second data release". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 490 (4): 4666–4687. doi:10.1093/mnras/stz2857. ISSN 0035-8711.
  5. ^ Castelvecchi, Davide (2022-01-27). "Astronomers close in on new way to detect gravitational waves". Nature. doi:10.1038/d41586-022-00170-y.

외부 링크