Astronomen hebben mogelijk een glimp opgevangen van het kosmische ‘concert’ van zwaartekrachtgolven dat het gevolg is van de talrijke botsingen tussen sterrenstelsels en superzware gaten die in het heelal plaatsvinden.
De wetenschappers presenteren hun bevindingen tijdens de virtuele bijeenkomst van de American Astronomical Society, die 11 januari 2021 van start is gegaan, en in het vaktijdschrift Astrophysical Journal Letters.
In 2016 registreerden wetenschappers voor het eerst zwaartekrachtgolven uit het heelal.
Deze golven – een soort rimpelingen van de ruimte – werden veroorzaakt door de botsing tussen twee relatief lichte zwarte gaten in een sterrenstelsel op 130 miljoen lichtjaar van de aarde.
Ze zijn opgepikt met de speciaal voor dit doel gebouwde LIGO-detector in de VS. LIGO, en zijn Europese tegenhanger Virgo, zijn alleen gevoelig voor kortgolvige zwaartekrachtgolven, zoals die worden uitgezonden door twee naar elkaar toe spiralende objecten van hooguit enkele tientallen zonsmassa’s.
Voor de detectie van de langgolvige zwaartekrachtgolven van twee naar elkaar toe spiralende zwarte gaten met miljoenen keren zoveel massa is een detector nodig die vele malen groter is dan de aarde.
Dit praktische probleem kan worden omzeild door gebruik te maken van pulsars – de ‘vuurtorens’ van de Melkweg.
Pulsars zijn ineengestorte sterren die heel snel rondtollen en daarbij bundels van radiostraling uitzenden.
Vanaf de aarde zijn deze objecten waarneembaar als regelmatig knipperende objecten.
Bij het North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav)-project worden al jarenlang de pulsen van tientallen pulsars, verspreid over ons Melkwegstelsel, met radiotelescopen in de gaten gehouden.
Theoretisch zou een langgolvige zwaartekrachtgolf die door de Melkweg trekt in de loop van enkele jaren, of zelfs decennia, kleine variaties moeten veroorzaken in de afstanden van deze pulsars.
En dat zou dan resulteren in gelijktijdig optredende veranderingen in de aankomsttijden van hun pulsen.
De verwachte variaties zijn wel heel klein: van de orde van een paar honderd nanoseconden (een nanoseconde is een miljardste van een seconde).
Om zulke minuscule variaties te kunnen opmerken, is het zaak om het knippergedrag van zoveel mogelijk pulsars over een zo lang mogelijke periode te volgen.
Deze aanpak lijkt nu zijn vruchten te hebben afgeworpen.
Bij hun meest recente analyse hebben de wetenschappers van het NANOGrav-project een effect te hebben ontdekt dat de pulsen van veel van de onderzochte pulsars beïnvloedt. Zekerheid over de oorzaak van dit signaal hebben ze echter nog niet.
Daartoe is het nodig om nog meer pulsars langdurig in de gaten te houden.
Voor dit doel wordt inmiddels samengewerkt met vergelijkbare projecten in Australië en Europa (EE)
(Image Credit: Swinburne Astronomy Productions)
