تعتبر مركبة الفضاء جايا إنجازًا هندسيًا مثيرًا للإعجاب. وتتمثل مهمتها الأساسية في رسم خريطة لموقع وحركة أكثر من مليار نجم في مجرتنا ، وإنشاء الخريطة الأكثر شمولاً لمجرة درب التبانة حتى الآن. تجمع Gaia كمية كبيرة من البيانات الدقيقة بحيث يمكنها تحقيق اكتشافات تتجاوز مهمتها الرئيسية. على سبيل المثال ، من خلال النظر إلى أطياف النجوم ، يمكن لعلماء الفلك قياس كتلة النجوم الفردية بدقة تصل إلى 25٪. من خلال حركة النجوم ، يستطيع علماء الفلك قياس توزيع المادة المظلمة في مجرة درب التبانة. يمكن أن تكتشف Gaia أيضًا الكواكب الخارجية عندما تمر أمام نجم. لكن أحد الاستخدامات الأكثر إثارة للدهشة هو أن Gaia يمكن أن تساعدنا في اكتشاف موجات الجاذبية الكونية.
منطقة درب التبانة التي لاحظتها جايا. الائتمان: X. Luri و DPAC-CU2
تظهر دراسة جديدة كيف يمكن القيام بذلك. يعتمد العمل على دراسة سابقة تم إجراؤها باستخدام قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا (VLBI) حيث قامت التلسكوبات الراديوية بقياس موضع وحركة الكوازارات الظاهرة. الكوازارات هي مصادر راديو مشرقة على بعد مليارات السنين الضوئية. لأن النجوم الزائفة بعيدة جدًا ، فإنها تعمل كنقاط ثابتة في السماء. من خلال قياس الكوازارات بدقة ، يمكننا ذلك تحديد المواقع على الأرض بدقة شديدة يمكننا أن نرى كيف تنجرف القارات بسبب تكتونية الصفائح ، وكيف يتباطأ دوران الأرض بمرور الوقت.
في حين أن الكوازارات هي أساسًا نقاط ثابتة ، يمكن أن ينحرف ضوءها قليلاً من خلال عدسة الجاذبية. إذا مر نجم في خط رؤية الكوازارات ، فإن الكوازار سيبدو وكأنه يتحول قليلاً. نظرًا لأن موجات الجاذبية يمكنها أيضًا تحويل الضوء ، فيمكننا اكتشاف وجود موجات الجاذبية من خلال التذبذب الواضح للكوازارات. لم تجد ملاحظات VLBI للكوازارات أي مؤشر على موجات الجاذبية ، مما يضع حدًا أعلى لها في منطقتنا الفضائية.
رعي ضوء النجوم العابر للشمس. الائتمان: ويكيبيديا
على الرغم من أن قياسات موقع Gaia ليست دقيقة مثل VLBI ، إلا أنها دقيقة بما يكفي لاكتشاف عدسة الجاذبية. في الواقع ، علماء الفلك يجب أن تأخذ في الاعتبار تأثير العدسة للشمس عند تحليل بيانات Gaia. لذلك نظر الفريق في بيانات موقع جايا لـ 400000 نجم كوازار. على الرغم من أن الكوازارات ليست نجومًا ، إلا أن العديد منها ساطع بصريًا ، وتقيس Gaia موقعها تمامًا كما لو كانت نجومًا. بحث الفريق عن دليل إحصائي على التذبذب في بيانات Gaia quasar ولم يجدوا شيئًا. ولكن بالنظر إلى العدد الكبير من الكوازارات المرصودة ، يمكن أن تضع حدًا أعلى أقوى لموجات الجاذبية المحلية. من خلال هذه الدراسة ، أظهر الفريق أنه لا توجد ثقوب سوداء فائقة الكتلة داخل مجموعتنا المحلية ، والتي تشمل مجرة درب التبانة ومجرة أندروميدا.
ما يميز هذه الدراسة أنها توضح قوة البيانات الضخمة. عندما نلاحظ السماء بمقياس كبير ودقة كبيرة ، يمكن لعلماء الفلك استخدام البيانات بطرق مبتكرة. لم يكن الغرض من Gaia أبدًا دراسة موجات الجاذبية ، ومع ذلك يمكن أن يحدث نفس الشيء. بينما نواصل الانتقال إلى عالم علم فلك البيانات الضخمة ، من يدري ما الذي سنكتشفه أكثر.
المرجعي:شوهي أوياما وآخرون ' Gaia 400894 QSO قيد على كثافة الطاقة لموجات الجاذبية منخفضة التردد . 'طبع arXiv المسبقarXiv: 2105.04039 (2021).