Europejska tablica rozrządu Pulsara
European Pulsar Timing Array ( EPTA ) to europejska współpraca polegająca na połączeniu pięciu 100-metrowych radioteleskopów do obserwacji układu pulsarów w celu wykrycia fal grawitacyjnych . Jest to jeden z trzech działających projektów macierzy pulsarowych, pozostałe to Parkes Pulsar Timing Array i North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves .
Pulsary i precyzyjny timing
Pulsary to szybko obracające się, silnie namagnesowane gwiazdy neutronowe , które emitują fale radiowe ze swoich biegunów magnetycznych, które dzięki rotacji gwiazdy są obserwowane na Ziemi jako ciąg impulsów. Ze względu na niezwykle dużą gęstość gwiazd neutronowych, ich okresy rotacji są bardzo stabilne, stąd obserwowany czas nadejścia impulsów jest bardzo regularny. Te czasy przybycia nazywane są TOA (czas przybycia) i mogą być wykorzystywane do przeprowadzania bardzo precyzyjnych eksperymentów czasowych.
Stabilność TOA z większości pulsarów jest ograniczona ze względu na obecność czerwonego szumu , zwanego również „szumem synchronizacji”. Istnieje jednak specjalna klasa pulsarów, zwana pulsarami milisekundowymi (MSP), które wykazują niewielki lub żaden szum czasowy. [ Potrzebne źródło ] Śledzenie TOA różnych MSP na niebie pozwala na bardzo precyzyjny eksperyment synchronizacji w celu wykrycia fal grawitacyjnych .
Detekcja fal grawitacyjnych
Fale grawitacyjne (GW) to niewielkie zakłócenia w czasoprzestrzeni, wywołane ruchem mas, jeśli trzecia pochodna momentu kwadrupolowego masy jest różna od zera. Fale te są bardzo słabe, tak że tylko najsilniejsze fale, wywołane przez szybki ruch gęstych gwiazd lub czarnych dziur, mają szansę zostać wykryte. Pulsar timing array (PTA) wykorzystuje tablicę MSP jako punkty końcowe detektora GW w skali Galaktyki . Jest czuły na GW o częstotliwości w reżimie nanoherców, co odpowiada reżimowi, w którym przewiduje się istnienie stochastycznego GW tła, spowodowanego koalescencją supermasywnych czarnych dziur we wczesnym Wszechświecie. [ potrzebne źródło ] To sprawia, że PTA są uzupełnieniem innych detektorów GW, takich jak LIGO , VIRGO i LISA .
EPTA jest jednym z elementów ogólnoświatowej współpracy w zakresie wykrywania i pomiaru fal grawitacyjnych, International Pulsar Timing Array , która obejmuje również North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) oraz Parkes Pulsar Timing Array (PPTA).
Teleskopy
EPTA korzysta z pięciu europejskich teleskopów. Są to Teleskop Radiowy Westerbork Synthesis , Teleskop Radiowy Effelsberg , Teleskop Lovell , Teleskop Radiowy Nançay i Teleskop Radiowy Sardynia .
SKOK
.jpg)
Od 2009 roku EPTA poczyniła pewne postępy dzięki projektowi finansowanemu przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, znanemu jako Large European Array for Pulsars (LEAP). Celem tego projektu jest spójne połączenie pięciu teleskopów EPTA w celu zsyntetyzowania ekwiwalentu w pełni sterowalnej 194-metrowej czaszy. Poprawi to dokładność, z jaką pulsary TOA mogą być mierzone o rząd wielkości, co jest niezbędne do pierwszego wykrycia fal grawitacyjnych w ciągu następnej dekady. [ potrzebne źródło ]