رؤية ناسا الكونية: محاكاة مجرتنا من خلال موجات الجاذبية

شاهد بينما تتحد موجات الجاذبية من مجموعة محاكاة لأنظمة النجوم الثنائية المدمجة لتكوين صورة مركبة للسماء بأكملها. تحتوي هذه الأنظمة على أقزام بيضاء، أو نجوم نيوترونية، أو ثقوب سوداء في مدارات ضيقة. وبمجرد أن تبدأ مراصد موجات الجاذبية الفضائية عملياتها في العقد المقبل، سيكون من الممكن إنشاء مثل هذه الخرائط باستخدام بيانات حقيقية. تشير الإبرازات إلى مصادر ذات إشارات أقوى، بينما تشير الألوان الفاتحة إلى مصادر ذات ترددات أعلى. تشير البقع الكبيرة من الألوان إلى المصادر الأقل وضوحًا. يُظهر الشكل الداخلي تردد إشارة الجاذبية وقوتها، بالإضافة إلى حدود حساسية LISA (هوائي مقياس التداخل الليزري الفضائي)، وهو مرصد صممته وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) بالتعاون مع وكالة ناسا ومن المقرر إطلاقه في ثلاثينيات القرن الحالي. المصدر: مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا

وقالت سيسيليا شيلينتي، الباحثة في جامعة ميريلاند، كوليدج بارك ومركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند: "تسكن أنظمة النجوم الثنائية أيضًا مجرة ​​درب التبانة، ونتوقع أن يحتوي الكثير منها على أجسام مدمجة في مدارات ضيقة مثل الأقزام البيضاء والنجوم النيوترونية والثقوب السوداء". "لكننا بحاجة إلى مرصد فضائي "لسماعهم" لأن تردد موجات الجاذبية الخاصة بهم منخفض جدًا بحيث لا يمكن لأجهزة الكشف الأرضية اكتشافها."

يطلق علماء الفلك على هذه الأنظمة اسم UCBs (الثنائيات الصغيرة جدًا)، ويتوقعون أن المراصد المستقبلية مثل LISA (هوائي مقياس التداخل الليزري الفضائي)، وهو تعاون بين وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة ناسا، سوف تكتشف عشرات الآلاف من UCBs. غالبًا ما يكون من الصعب اكتشاف UCBs، فهي غالبًا ما تكون خافتة في الضوء المرئي، ولا يعرف علماء الفلك حاليًا سوى عدد قليل من UCBs ذات فترات مدارية أقل من ساعة. يعد اكتشاف العديد من UCBs الجديدة أحد الأهداف الرئيسية لـ LISA.

الانطباع الفني لمهمة LISA Pathfinder، وهي مهمة وكالة الفضاء الأوروبية لاختبار تكنولوجيا مراصد موجات الجاذبية الفضائية في المستقبل. LISA هو مرصد فضائي لموجات الجاذبية تم تطويره بناءً على نجاح LISA Pathfinder وLIGO. المصدر: وكالة الفضاء الأوروبية-C. كارو

باستخدام البيانات التي تحاكي التوزيع المتوقع وإشارات موجات الجاذبية لهذه الأنظمة، طور الفريق طريقة لدمج البيانات في منظر شامل للسماء لمجرة درب التبانة UCB. تم وصف هذه التقنية في ورقة بحثية منشورة في مجلة Acta Astronomica.

وقال إيرا ثورب، عالم الفيزياء الفلكية في جودارد: "صورتنا تشبه مباشرة مراقبة منظر بانورامي للسماء مع أنواع معينة من الضوء، مثل الضوء المرئي أو الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة السينية". "الأمل الذي تجلبه موجات الجاذبية هو أن نتمكن من مراقبة الكون بطريقة مختلفة تمامًا، وهذه الصورة توضح ذلك حقًا. آمل أن أتمكن في يوم من الأيام من رؤية نسخة مصنوعة من بيانات LISA الحقيقية على ملصق أو قميص."