在阳光明媚的日子里,池塘里的涟漪和空间结构中的涟漪一样令人着迷,尽管后者有点难以观察。一组天文学家在arXiv预印本服务器上发布的一篇论文中提出,利用高度调谐的盖亚探测器,有可能通过引力波对太阳系小行星运动的干扰来探测引力波。

盖亚的下一个技巧可以帮助探测宇宙中的背景引力波

引力波很难观测到,主要是因为它们不可见,而且速度快得令人难以置信,以光速(大约每秒 300,000 公里)传播。尽管观测过程面临挑战,激光干涉引力波天文台(简称 LIGO)还是于 2015 年探测到了第一波引力波。

让我们先回顾一下。爱因斯坦首先提出宇宙中的事件表现出运动;也许两个相互绕转的物体或一颗恒星爆炸可能会在空间中产生涟漪,拉伸和挤压其路径上的任何物体。这些就是引力波,这是 LIGO 八年前探测到的,支持了爱因斯坦的理论。

目前对引力波的观测仅限于 100 Hz 频率的引力波,这种频率是在致密双星合并过程中产生的。另一种技术使用脉冲星定时阵列 (PTA) 来探索 10 至 8 Hz 之间的波频率。

PTA 方法检查了整个星系中已知的毫秒脉冲星选择。脉冲星是一颗超大质量恒星的高度磁化残骸,它已经变成超新星,并从磁极发射辐射束。当脉冲星旋转时,如果它的两极与地球对齐,当光束扫过时,我们会看到规则的爆发或辐射脉冲。

脉冲星的脉冲非常精确,它们是宇宙中神奇的计时器。PTA 观察这些脉冲星并不断检查脉冲定时。如果引力波穿过,那么脉冲到达时会出现微小但可观察到的差异,表现为时间签名的差异。测量脉冲星计时是探测引力波的一种准确方法,但盖亚似乎也想参与其中。

盖亚能够对物体的位置进行高精度的天体测量。研究小组建议,利用盖亚,恒星或其他更附近物体的位置可能会揭示引力波的通过。

该论文接着指出,盖亚甚至可能能够根据引力波对太阳系小行星的影响来探测引力波。这取决于引力波的波长,其范围可以从地球的直径到太阳和冥王星之间的距离,甚至可能更长。研究人员将他们的研究集中在100万天文单位量级的波上,并得出结论,这些波确实可以通过小行星运动的扰动来揭示。