時空を曲げる重力波に関する新たな洞察

死につつある星の繭は、新たな重力波の発生源となる可能性がある。

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死にかけている星の繭は、星の周囲で発見される破片が晩年を迎える際にどのような影響を与えるかを評価するために実行されたシミュレーションに基づいて、重力波の新たな発生源である可能性がある。 繭は、巨大な星がブラックホールに崩壊する間に破片を放出するときに形成されます。 ジェットが死にかけている星の崩壊層に衝突すると、ジェットの周りに泡、つまり「繭」が形成されます。 繭は乱流の場所であり、高温のガスと破片がランダムに混ざり合い、ジェットからあらゆる方向に膨張します。

重力波は、2 つのブラック ホール、2 つの中性子星の合体、またはそれぞれ 1 つずつの合体など、連星系に関連付けられています。 しかし、天体物理学者らは、重力波は単一の非二成分源から生成される可能性があると推測しています。

ノースウェスタン大学の研究者らによると、死につつある大質量星を取り囲む乱流でエネルギーに満ちた破片の繭も、重力波の発生源である可能性があるという。

重力波は、宇宙の加速された質量によって発生する重力の強さの波であり、波の形で波の源から光の速度で外側に移動します。 これらの波は時空に影響を与え、その経路にあるものを圧迫したり引き延ばしたりします。

シミュレーションは、繭の重力波に焦点を当て、実際のデータを使用してテストされます。 主なデータ ソースは、レーザー干渉計重力波天文台 (LIGO) が検出できる周波数帯域を研究することによって行われます。 LIGO 天文台は、ワシントン州のハンフォード サイトとルイジアナ州リビングストンにあります。

LIGO 天文台は、レーザー干渉法によって重力波を検出することを目的としています。 この天文台には、陽子の電荷直径の 1 万分の 1 未満の変化を検出できる鏡が 4 キロメートルの間隔で配置されています。

LIGO のような高度な技術を使用しても、科学者は高周波の非対称爆発からの重力波しか検出できません。 幸いなことに、死にかけている星の周りの繭は非対称であり、非常にエネルギー的です。

主任研究者のオーレ・ゴットリーブ氏は、第242回アメリカ天文学会総会のバーチャルブリーフィングで研究を発表した。 「噴流と乱流の恒星の死: LIGO で検出可能な新たな重力波源」と題されたこのプレゼンテーションは、「遠方銀河の発見」と題されたセッションの一部として、2023 年 6 月 5 日月曜日東部夏時間午後 12 時 15 分に開催されました。 。」

ゴットリーブ氏と彼の共同研究者らは、新しい最先端のシミュレーションを使用して、大質量星の崩壊をモデル化しました。 重い星がブラックホールに崩壊すると、光速に近い速度で移動する粒子の強力な流出（またはジェット）が発生する可能性があります。 ゴットリーブ氏のシミュレーションは、星がブラックホールに崩壊してからジェット機が脱出するまでのこのプロセスをモデル化した。

シミュレーションでは、計算を混乱させる予期せぬ発生源、つまり繭に遡る現象が示され、繭が興味深い重力波発生源であることが示されました。

このシミュレーションは、米国エネルギー省オークリッジ国立研究所のスーパーコンピューター Summit と国立エネルギー研究科学計算センターのスーパーコンピューター Perlmutter の使用によって可能になりました。

ティム・サンドル博士は、デジタル・ジャーナルの科学ニュースの編集長です。ティムは科学、テクノロジー、環境、健康ジャーナリズムを専門としています。 彼はまた、現役の微生物学者でもあります。 そして著者。 彼は歴史、政治、時事問題にも興味を持っています。

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