Narrowband searches for continuous gravitational waves from known pulsars in the first two parts of the fourth LIGO--Virgo--KAGRA observing run
تقدم هذه الورقة أكبر بحث عن موجات جاذبية مستمرة ضيقة النطاق حتى الآن في عصر الكواشف المتقدمة، حيث تحلل بيانات من الجزأين الأولين من دورة الرصد الرابعة لـ LIGO–Virgo–KAGRA لـ 34 نبضاً معروفاً (بما في ذلك الأنظمة الثنائية) باستخدام مسار 5n-vector مع معاملات مشتق التردد الموسعة، والذي لم يسفر عن أي اكتشافات ولكن وضع حدوداً عليا صارمة، بما في ذلك قيداً وثيقاً على نبض السراب (Crab pulsar) بأقل من 0.04% من قدرة تباطؤ دورانه.
المؤلفون الأصليون: The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, the KAGRA Collaboration, A. G. Abac, I. Abouelfettouh, F. Acernese, K. Ackley, A. Adam, C. Adamcewicz, S. Adhicary, D. Adhikari, N. Adhikari, R. X. Adhikari, V. K. Adkins, S. Afroz, A. Agapito, D. Agarwal, M. Agathos, N. Aggarwal, S. Aggarwal, O. D. Aguiar, I. -L. Ahrend, L. Aiello, A. Ain, P. Ajith, T. Akutsu, S. Albanesi, L. Albers, W. Ali, S. Al-Kershi, C. Alléné, A. Allocca, S. Al-Shammari, P. A. Altin, S. Alvarez-Lopez, W. Amar, O. Amarasinghe, A. Amato, F. Amicucci, C. Amra, C. Anand, A. Ananyeva, S. B. Anderson, W. G. Anderson, M. Andia, M. Ando, M. Andrés-Carcasona, J. L. Andrey, T. Andrić, J. Anglin, J. Anna, S. Ansoldi, J. M. Antelis, S. Antier, M. Aoumi, E. Z. Appavuravther, S. Appert, S. K. Apple, K. Arai, A. Araya, M. C. Araya, M. Arca Sedda, F. Arciprete, J. S. Areeda, N. Aritomi, F. Armato, S. Armstrong, N. Arnaud, M. Arogeti, S. M. Aronson, G. Ashton, Y. Aso, L. Asprea, M. Assiduo, S. Assis de Souza Melo, S. M. Aston, P. Astone, F. Attadio, F. Aubin, K. AultONeal, G. Avallone, E. A. Avila, S. Babak, C. Badger, S. Bae, S. Bagnasco, L. Baiotti, R. Bajpai, T. Baka, K. A. Baker, T. Baker, G. Balbi, G. Baldi, N. Baldicchi, M. Ball, G. Ballardin, S. W. Ballmer, S. Banagiri, B. Banerjee, D. Bankar, T. M. Baptiste, P. Baral, M. Baratti, J. C. Barayoga, K. Baric, B. C. Barish, D. Barker, N. Barman, P. Barneo, F. Barone, B. Barr, M. Barrios, L. Barsotti, M. Barsuglia, D. Barta, M. A. Barton, I. Bartos, A. Basalaev, R. Bassiri, A. Basti, M. Bawaj, P. Baxi, J. C. Bayley, A. C. Baylor, P. A. Baynard II, M. Bazzan, V. M. Bedakihale, F. Beirnaert, M. Bejger, D. Belardinelli, A. S. Bell, C. Bellani, L. Bellizzi, D. Beltran-Martinez, W. Benoit, I. Bentara, M. Ben Yaala, S. Bera, F. Bergamin, B. K. Berger, S. Bernuzzi, M. Beroiz, I. Berry, D. Bersanetti, T. Bertheas, A. Bertolini, J. Betzwieser, D. Beveridge, G. Bevilacqua, N. Bevins, R. Bhandare, R. Bhatt, A. Bhattacharjee, D. Bhattacharjee, S. Bhattacharyya, S. Bhaumik, V. Biancalana, A. Bianchi, F. Bianchi, I. A. Bilenko, G. Billingsley, A. Binetti, S. Bini, C. Binu, S. Biot, O. Birnholtz, S. Biscoveanu, A. Bisht, M. Bitossi, M. -A. Bizouard, S. Blaber, J. K. Blackburn, L. A. Blagg, C. D. Blair, D. G. Blair, N. Bode, N. Boettner, P. Bogdan, G. Boileau, M. Boldrini, G. N. Bolingbroke, A. Bolliand, L. D. Bonavena, R. Bondarescu, F. Bondu, V. A. Bonhomme, E. Bonilla, M. S. Bonilla, A. Bonino, R. Bonnand, A. Borchers, N. Borghi, V. Boschi, S. Bose, V. Bossilkov, Y. Bothra, A. Boudon, M. Boyle, A. Bozzi, C. Bradaschia, M. J. Brady, P. R. Brady, A. Branch, M. Branchesi, T. Briant, A. Brillet, M. Brinkmann, P. Brockill, E. Brockmueller, A. F. Brooks, B. C. Brown, D. D. Brown, M. L. Brozzetti, S. Brunett, G. Bruno, R. Bruntz, J. Bryant, Y. Bu, F. Bucci, J. Buchanan, O. Bulashenko, T. Bulik, H. J. Bulten, A. Buonanno, K. Burtnyk, R. Buscicchio, D. Buskulic, C. Buy, R. L. Byer, R. Cabrita, V. Cáceres-Barbosa, L. Cadonati, G. Cagnoli, C. Cahillane, A. Calafat, T. A. Callister, E. Calloni, S. R. Callos, G. Caneva Santoro, K. C. Cannon, H. Cao, L. A. Capistran, E. Capocasa, G. Capoccia, E. Capote, G. Capurri, G. Carapella, F. Carbognani, K. J. Cardona-Martínez, M. Carlassara, J. B. Carlin, T. K. Carlson, M. F. Carney, M. Carpinelli, G. Carrillo, J. J. Carter, G. Carullo, A. Casallas-Lagos, J. Casanueva Diaz, C. Casentini, S. Caudill, M. Cavaglià, R. Cavalieri, G. Cella, S. Cepic, P. Cerdá-Durán, E. Cesarini, N. Chabbra, W. Chaibi, A. Chakraborty, P. Chakraborty, S. Chakraborty, S. Chalathadka Subrahmanya, R. Chalmers, C. Chan, J. C. L. Chan, M. Chan, K. Chang, P. Charlton, E. Chassande-Mottin, C. Chatterjee, Debarati Chatterjee, Deep Chatterjee, M. Chaturvedi, S. Chaty, A. Chen, A. H. -Y. Chen, D. Chen, H. Chen, H. Y. Chen, S. Chen, Y. Chen, G. Cheng, H. P. Cheng, P. Chessa, T. Cheunchitra, H. T. Cheung, S. Y. Cheung, F. Chiadini, G. Chiarini, A. Chiba, A. Chincarini, D. Chintala, M. L. Chiofalo, A. Chiummo, C. Chou, S. Choudhary, N. Christensen, S. S. Y. Chua, G. Ciani, P. Ciecielag, M. Cieślar, M. Cifaldi, B. Cirok, F. Clara, J. A. Clark, T. A. Clarke, P. Clearwater, S. Clesse, F. Cleva, S. M. Clyne, E. Coccia, E. Codazzo, P. -F. Cohadon, D. E. Cohen, S. Colace, E. Colangeli, O. Cole, M. Colleoni, C. G. Collette, J. Collins, S. Colloms, A. Colombo, C. M. Compton, G. Connolly, L. Conti, T. R. Corbitt, I. Cordero-Carrión, S. Corezzi, N. J. Cornish, I. Coronado, A. Corsi, L. A. Corubolo, L. Cotnoir, R. Cottingham, M. W. Coughlin, P. Couvares, D. M. Coward, D. C. Coyne, R. Coyne, A. Cozzumbo, J. D. E. Creighton, T. D. Creighton, S. Crook, R. Crouch, J. Csizmazia, J. R. Cudell, T. J. Cullen, A. Cumming, E. Cuoco, M. Cusinato, L. V. Da Conceição, T. Dal Canton, S. Dall'Osso, S. Dal Pra, G. Dálya, O. Dan, Y. Dang, B. D'Angelo, S. Danilishin, S. D'Antonio, K. Danzmann, K. E. Darroch, L. P. Dartez, R. Das, A. Dasgupta, V. Dattilo, A. Daumas, I. Dave, A. Davenport, M. Davier, T. F. Davies, D. Davis, L. Davis, M. C. Davis, P. Davis, E. J. Daw, M. Dax, J. De Bolle, M. Deenadayalan, J. Degallaix, M. De Laurentis, C. J. Delgado Mendez, F. De Lillo, S. Della Torre, W. Del Pozzo, O. M. del Rio, A. Demagny, F. De Marco, G. Demasi, F. De Matteis, N. Demos, T. Dent, A. Depasse, N. DePergola, R. De Pietri, R. De Rosa, C. De Rossi, M. Desai, V. Deshmukh, R. De Simone, S. Determan, A. Dhani, R. Dhurkunde, R. Diab, C. Diaz, M. C. Díaz, M. Di Cesare, G. Dideron, T. Dietrich, L. Di Fiore, C. Di Fronzo, M. Di Giovanni, T. Di Girolamo, D. Diksha, J. Ding, S. Di Pace, I. Di Palma, D. Di Piero, F. Di Renzo, Divyajyoti, A. Dmitriev, J. P. Docherty, Z. Doctor, N. Doerksen, E. Dohmen, A. Doke, A. Domiciano De Souza, L. D'Onofrio, F. Donovan, K. L. Dooley, T. Dooney, S. Doravari, O. Dorosh, F. Dosopoulou, W. J. D. Doyle, M. Drago, J. C. Driggers, M. Dubois, R. R. Dumbreck, L. Dunn, U. Dupletsa, D. D'Urso, P. Dutta Roy, H. Duval, P. -A. Duverne, S. E. Dwyer, C. Eassa, M. Eberhardt, M. Ebersold, T. Eckhardt, G. Eddolls, A. Effler, J. Eichholz, H. Einsle, M. Eisenmann, R. A. Eisenstein, M. Emma, K. Endo, R. Enficiaud, L. Errico, R. Espinosa, M. Esposito, R. C. Essick, H. Estellés, T. Etzel, M. Evans, T. Evstafyeva, B. E. Ewing, J. M. Ezquiaga, F. Fabrizi, V. Fafone, S. Fairhurst, X. Fan, A. M. Farah, B. Farr, W. M. Farr, M. Favata, M. Fays, M. Fazio, J. Feicht, M. M. Fejer, J. -N. Feldhusen, E. Fenyvesi, J. Fernandes, T. Fernandes, D. Fernando, S. Ferraiuolo, T. A. Ferreira, M. Ferrer, F. Fidecaro, P. Figura, A. Fiori, I. Fiori, M. Fishbach, R. P. Fisher, R. Fittipaldi, V. Fiumara, R. Flaminio, S. M. Fleischer, L. S. Fleming, E. Floden, H. Fong, J. A. Font, F. Fontinele-Nunes, C. Foo, B. Fornal, P. W. F. Forsyth, K. Franceschetti, A. Franco-Ordovas, F. Frappez, S. Frasca, F. Frasconi, J. P. Freed, Z. Frei, A. Freise, O. Freitas, R. Frey, W. Frischhertz, P. Fritschel, V. V. Frolov, M. Fuentes-Garcia, S. Fujii, T. Fujimori, P. Fulda, M. Fyffe, B. Gadre, J. R. Gair, S. Galaudage, V. Galdi, R. Gamba, A. Gamboa, S. Gamoji, A. Ganguly, B. Garaventa, P. García Abia, J. García-Bellido, C. García-Quirós, J. W. Gardner, S. Garg, J. Gargiulo, X. Garrido, A. Garron, F. Garufi, P. A. Garver, C. Gasbarra, B. Gateley, F. Gautier, V. Gayathri, T. Gayer, G. Gemme, A. Gennai, V. Gennari, J. George, R. George, O. Gerberding, L. Gergely, Archisman Ghosh, Sayantan Ghosh, Shaon Ghosh, Shrobana Ghosh, Suprovo Ghosh, Tathagata Ghosh, J. A. Giaime, K. D. Giardina, D. R. Gibson, C. Gier, S. Gkaitatzis, J. Glanzer, F. Glotin, J. Godfrey, R. V. Godley, P. Godwin, A. S. Goettel, E. Goetz, J. Golomb, S. Gomez Lopez, G. González, P. Goodarzi, S. Goode, A. Goodwin-Jones, M. Gosselin, C. Gostiaux, R. Gouaty, D. W. Gould, K. Govorkova, A. Grado, A. E. Granados, M. Granata, V. Granata, S. Gras, P. Grassia, C. Gray, R. Gray, G. Greco, A. C. Green, L. Green, S. M. Green, S. R. Green, A. M. Gretarsson, E. M. Gretarsson, H. K. Griffin, D. Griffith, H. L. Griggs, G. Grignani, C. Grimaud, H. Grote, S. Grunewald, D. Guerra, A. G. Guerrero, D. Guetta, G. M. Guidi, T. Guidry, H. K. Gulati, F. Gulminelli, A. M. Gunny, H. Guo, W. Guo, Y. Guo, Anuradha Gupta, I. Gupta, N. C. Gupta, S. K. Gupta, V. Gupta, N. Gupte, J. Gurs, N. Gutierrez, N. Guttman, F. Guzman, D. Haba, M. Haberland, S. Haino, E. D. Hall, E. Z. Hamilton, G. Hammond, M. Haney, J. Hanks, C. Hanna, M. D. Hannam, O. A. Hannuksela, H. Hansen, J. Hanson, R. Harada, A. R. Hardison, S. Harikumar, K. Haris, I. Harley-Trochimczyk, T. Harmark, J. Harms, G. M. Harry, I. W. Harry, J. Hart, M. T. Hartman, B. Haskell, C. -J. Haster, K. Haughian, H. Hayakawa, K. Hayama, A. Heffernan, D. Hegde, M. C. Heintze, J. Heinze, J. Heinzel, H. Heitmann, F. Hellman, A. F. Helmling-Cornell, G. Hemming, O. Henderson-Sapir, M. Hendry, I. S. Heng, M. H. Hennig, C. Henshaw, M. Heurs, A. L. Hewitt, J. Heynen, J. Heyns, S. Higginbotham, S. Hild, S. Hill, Y. Himemoto, N. Hirata, C. Hirose, W. C. G. Ho, D. Hofman, B. E. Hogan, N. A. Holland, K. Holley-Bockelmann, I. J. Hollows, D. E. Holz, L. Honet, K. M. Hoops, M. E. Hoque, D. J. Horton-Bailey, J. Hough, S. Hourihane, N. T. Howard, E. J. Howell, C. G. Hoy, C. A. Hrishikesh, P. Hsi, H. -F. Hsieh, H. -Y. Hsieh, C. Hsiung, S. -H. Hsu, W. -F. Hsu, Q. Hu, H. Y. Huang, Y. Huang, Y. T. Huang, A. D. Huddart, B. Hughey, V. Hui, S. Husa, L. Iampieri, G. A. Iandolo, M. Ianni, G. Iannone, J. Iascau, K. Ide, R. Iden, A. Ierardi, S. Ikeda, H. Imafuku, Y. Inoue, G. Iorio, P. Iosif, J. Irwin, R. Ishikawa, T. Ishikawa, M. Isi, K. S. Isleif, Y. Itoh, S. Iwaguchi, M. Iwaya, B. R. Iyer, C. D. Jackson, C. Jacquet, P. -E. Jacquet, T. Jacquot, S. J. Jadhav, S. P. Jadhav, M. Jain, T. Jain, A. L. James, K. Jani, J. Janquart, N. N. Janthalur, S. Jaraba, P. Jaranowski, R. Jaume, W. Javed, M. Jensen, W. Jia, J. Jiang, H. -B. Jin, G. R. Johns, N. A. Johnson, R. Johnston, N. Johny, D. H. Jones, D. I. Jones, R. Jones, H. E. Jose, P. Joshi, S. K. Joshi, G. Joubert, J. Ju, L. Ju, I. L. Juarez-Reyes, K. Jung, J. Junker, V. Juste, H. B. Kabagoz, T. Kajita, I. Kaku, V. Kalogera, M. Kalomenopoulos, M. Kamiizumi, N. Kanda, S. Kandhasamy, G. Kang, J. B. Kanner, S. A. KantiMahanty, S. J. Kapadia, D. P. Kapasi, M. Karthikeyan, M. Kasprzack, H. Kato, T. Kato, E. Katsavounidis, W. Katzman, R. Kaushik, K. Kawabe, R. Kawamoto, D. Keitel, S. A. Kemper, L. J. Kemperman, J. Kennington, F. A. Kerkow, R. Kesharwani, J. S. Key, R. Khadela, S. Khadka, S. S. Khadkikar, F. Y. Khalili, F. Khan, T. Khanam, M. Khursheed, N. M. Khusid, W. Kiendrebeogo, N. Kijbunchoo, C. Kim, J. C. Kim, K. Kim, M. H. Kim, S. Kim, Y. -M. Kim, C. Kimball, K. Kimes, M. Kinnear, J. S. Kissel, S. Klimenko, A. M. Knee, E. J. Knox, N. Knust, K. Kobayashi, S. M. Koehlenbeck, G. Koekoek, K. Kohri, K. Kokeyama, S. Koley, P. Kolitsidou, A. E. Koloniari, K. Komori, K. Kompanets, A. K. H. Kong, A. Kontos, K. Kopczuk, L. M. Koponen, M. Korobko, X. Kou, A. Koushik, N. Kouvatsos, M. Kovalam, T. Koyama, D. B. Kozak, E. Kraja, S. L. Kranzhoff, V. Kringel, N. V. Krishnendu, S. Kroker, A. Królak, K. Kruska, J. Kubisz, G. Kuehn, A. Kulur Ramamohan, Achal Kumar, Anil Kumar, Praveen Kumar, Prayush Kumar, Rahul Kumar, Rakesh Kumar, J. Kume, K. Kuns, N. Kuntimaddi, S. Kuroyanagi, S. Kuwahara, K. Kwak, K. Kwan, S. Kwon, G. Lacaille, D. Laghi, A. H. Laity, A. Lakhal, E. Lalande, M. Lalleman, S. Lalvani, M. Landry, R. N. Lang, J. Lange, R. Langgin, B. Lantz, I. La Rosa, A. Lartaux-Vollard, P. D. Lasky, L. Lavezzi, J. Lawrence, M. Laxen, C. Lazarte, A. Lazzarini, C. Lazzaro, P. Leaci, L. Leali, Y. K. Lecoeuche, H. W. Lee, J. Lee, K. Lee, R. -K. Lee, R. Lee, Sungho Lee, Sunjae Lee, Y. Lee, I. N. Legred, J. Lehmann, L. Lehner, M. Le Jean, A. Lemaître, M. Lenti, M. Leonardi, M. Lequime, N. Leroy, M. Lesovsky, N. Letendre, M. Lethuillier, S. E. Levin, Y. Levin, S. Lexmond, K. Leyde, K. L. Li, T. G. F. Li, X. Li, Y. Li, Z. Li, Q. Liang, A. Lihos, E. T. Lin, F. Lin, L. C. -C. Lin, Y. -C. Lin, C. Lindsay, S. D. Linker, A. Liu, G. C. Liu, Jian Liu, S. Liu, F. Llamas Villarreal, J. Llobera-Querol, R. K. L. Lo, J. -P. Locquet, S. C. G. Loggins, M. R. Loizou, L. T. London, A. Longo, D. Lopez, M. Lopez Portilla, A. Lorenzo-Medina, V. Loriette, M. Lormand, G. Losurdo, E. Lotti, T. P. Lott IV, J. D. Lough, H. A. Loughlin, C. O. Lousto, N. K. Y Low, N. Lu, L. Lucchesi, H. Lück, O. Lukina, D. Lumaca, A. P. Lundgren, L. Lunghini, A. W. Lussier, X. Ma, D. M. Macleod, I. A. O. MacMillan, A. Macquet, S. S. Madekar, K. Maeda, S. Maenaut, S. S. Magare, R. M. Magee, E. Maggio, R. Maggiore, M. Magnozzi, P. Mahapatra, M. Mahesh, S. Majhi, E. Majorana, C. N. Makarem, E. Makelele, D. Malakar, J. A. Malaquias-Reis, U. Mali, S. Maliakal, A. Malik, L. Mallick, A. -K. Malz, N. Man, M. Mancarella, V. Mandic, V. Mangano, B. Mannix, G. L. Mansell, M. Manske, M. Mantovani, M. Mapelli, S. Marchetti, C. Marinelli, F. Marion, A. S. Markosyan, A. Markowitz, E. Maros, S. Marsat, F. Martelli, I. W. Martin, R. M. Martin, B. B. Martinez, D. A. Martinez, M. Martinez, V. Martinez, A. Martini, J. C. Martins, D. V. Martynov, E. J. Marx, L. Massaro, A. Masserot, M. Masso-Reid, T. Masters, S. Mastrogiovanni, G. Mastropasqua, T. Matcovich, M. Matiushechkina, A. Matte-Landry, L. Maurin, N. Mavalvala, N. Maxwell, G. McCarrol, R. McCarthy, D. E. McClelland, S. McCormick, L. McCuller, L. I. McDermott, S. McEachin, C. McElhenny, G. I. McGhee, K. B. M. McGowan, J. McIver, A. McLeod, T. McRae, R. McTeague, D. Meacher, B. N. Meagher, R. Mechum, Q. Meijer, A. Melatos, C. S. Menoni, F. Mera, R. A. Mercer, L. Mereni, K. Merfeld, E. L. Merilh, G. Merino, J. R. Mérou, J. D. Merritt, M. Merzougui, C. Messick, B. Mestichelli, M. Meyer-Conde, F. Meylahn, A. Mhaske, A. Miani, H. Miao, I. Michaloliakos, C. Michel, Y. Michimura, H. Middleton, D. P. Mihaylov, S. J. Miller, M. Millhouse, E. Milotti, V. Milotti, Y. Minenkov, E. M. Minihan, Ll. M. Mir, L. Mirasola, C. -A. Miritescu, A. Mishra, C. Mishra, T. Mishra, A. L. Mitchell, J. G. Mitchell, O. Mitchem, S. Mitra, V. P. Mitrofanov, K. Mitsuhashi, R. Mittleman, O. Miyakawa, S. Miyoki, G. Mo, L. Mobilia, S. R. P. Mohapatra, S. R. Mohite, M. Molina-Ruiz, M. Mondin, M. Montani, C. J. Moore, D. Moraru, A. More, S. More, C. Moreno, E. A. Moreno, G. Moreno, A. Moreso Serra, C. Morgan, S. Morisaki, Y. Moriwaki, G. Morras, A. Moscatello, M. Mould, B. Mours, C. M. Mow-Lowry, L. Muccillo, F. Muciaccia, Arunava Mukherjee, D. Mukherjee, Samanwaya Mukherjee, Soma Mukherjee, Subroto Mukherjee, Suvodip Mukherjee, N. Mukund, A. Mullavey, C. L. Mungioli, M. Murakoshi, P. G. Murray, D. Nabari, S. L. Nadji, S. Nadji, A. Nagar, N. Nagarajan, K. Nakagaki, K. Nakamura, H. Nakano, M. Nakano, D. Nanadoumgar-Lacroze, D. Nandi, V. Napolano, S. U. Naqvi, P. Narayan, I. Nardecchia, T. Narikawa, H. Narola, L. Naticchioni, R. K. Nayak, J. Neeson, L. Negri, A. Nela, C. Nelle, A. Nelson, T. J. N. Nelson, A. Nemmani, M. Nery, A. Neunzert, M. Newell, S. Ng, L. Nguyen Quynh, A. B. Nielsen, Y. Nishino, A. Nishizawa, S. Nissanke, W. Niu, F. Nocera, J. Noller, M. Norman, C. North, J. Novak, R. Nowicki, J. F. Nuño Siles, G. Nurbek, L. K. Nuttall, K. Obayashi, J. Oberling, C. E. Ochoa, J. O'Dell, M. Oertel, G. Oganesyan, T. O'Hanlon, M. Ohashi, F. Ohme, I. Oke, R. Omer, B. O'Neal, M. Onishi, K. Oohara, B. O'Reilly, M. Orselli, R. O'Shaughnessy, S. Oshino, C. Osthelder, I. Ota, G. Othman, D. J. Ottaway, A. Ouzriat, H. Overmier, B. J. Owen, R. Ozaki, A. E. Pace, R. Pagano, M. A. Page, A. Pai, L. Paiella, A. Pal, S. Pal, M. A. Palaia, M. Pálfi, P. P. Palma, C. Palomba, P. Palud, H. Pan, J. Pan, K. -C. Pan, P. K. Panda, Shiksha Pandey, Swadha Pandey, P. T. H. Pang, F. Pannarale, K. A. Pannone, B. C. Pant, F. H. Panther, M. Panzeri, F. Paoletti, A. Paolone, A. Papadopoulos, E. E. Papalexakis, L. Papalini, G. Papigkiotis, A. Paquis, A. Parisi, B. -J. Park, J. Park, W. Parker, G. Pascale, D. Pascucci, A. Pasqualetti, R. Passaquieti, L. Passenger, D. Passuello, O. Patane, A. V. Patel, D. Pathak, A. Patra, B. Patricelli, B. G. Patterson, K. Paul, S. Paul, E. Payne, T. Pearce, M. Pedraza, A. Pele, F. E. Peña Arellano, X. Peng, Y. Peng, S. Penn, M. D. Penuliar, A. Perego, Z. Pereira, C. Périgois, G. Perna, A. Perreca, J. Perret, S. Perriès, J. W. Perry, S. Peters, S. Petracca, C. Petrillo, H. P. Pfeiffer, H. Pham, K. A. Pham, K. S. Phukon, H. Phurailatpam, M. Piarulli, L. Piccari, O. J. Piccinni, M. Pichot, A. Pied, M. Piendibene, F. Piergiovanni, L. Pierini, G. Pierra, V. Pierro, M. Pietrzak, M. Pillas, L. Pinard, I. M. Pinto, M. Pinto, B. J. Piotrzkowski, M. Pirello, M. D. Pitkin, A. Placidi, E. Placidi, M. L. Planas, W. Plastino, C. Plunkett, R. Poggiani, E. Polini, J. Pomper, L. Pompili, J. Poon, E. Porcelli, A. S. Porter, E. K. Porter, C. Posnansky, R. Poulton, J. Powell, G. S. Prabhu, M. Pracchia, B. K. Pradhan, T. Pradier, A. K. Prajapati, K. Prasai, R. Prasanna, P. Prasia, G. Pratten, A. Praveen, G. Principe, G. A. Prodi, P. Prosperi, P. Prosposito, A. Puecher, J. Pullin, P. Puppo, M. Pürrer, H. Qi, M. Qiao, J. Qin, G. Quéméner, V. Quetschke, P. J. Quinonez, R. Rading, I. Rainho, S. Raja, C. Rajan, B. Rajbhandari, K. E. Ramirez, F. A. Ramis Vidal, M. Ramos Arevalo, A. Ramos-Buades, S. Ranjan, M. Ranjbar, K. Ransom, P. Rapagnani, B. Ratto, A. Ravichandran, A. Ray, V. Raymond, M. Razzano, J. Read, J. Regan, T. Regimbau, T. Reichardt, S. Reid, C. Reissel, D. H. Reitze, A. I. Renzini, B. Revenu, A. Revilla Peña, L. Ricca, F. Ricci, M. Ricci, A. Ricciardone, J. Rice, J. W. Richardson, M. L. Richardson, A. Rijal, K. Riles, H. K. Riley, S. Rinaldi, J. Rittmeyer, C. Robertson, F. Robinet, M. Robinson, A. Rocchi, L. Rolland, J. G. Rollins, A. E. Romano, R. Romano, A. Romero-Rodríguez, I. M. Romero-Shaw, J. H. Romie, S. Ronchini, T. J. Roocke, L. Rosa, T. J. Rosauer, C. A. Rose, D. Rosińska, M. P. Ross, M. Rossello-Sastre, S. Rowan, K. Rowlands, S. K. Roy, S. Roy, D. Rozza, P. Ruggi, N. Ruhama, G. H. Ruiz, E. Ruiz Morales, K. Ruiz-Rocha, V. Russ, S. Sachdev, T. Sadecki, P. Saffarieh, S. Safi-Harb, M. R. Sah, S. Saha, T. Sainrat, S. Sajith Menon, K. Sakai, Y. Sakai, M. Sakellariadou, S. Sakon, O. S. Salafia, F. Salces-Carcoba, L. Salconi, M. Saleem, F. Salemi, M. Sallé, S. U. Salunkhe, S. Salvador, A. Salvarese, A. Samajdar, A. Sanchez, E. J. Sanchez, N. Sanchis-Gual, J. R. Sanders, E. M. Sänger, F. Santoliquido, F. Sarandrea, T. R. Saravanan, N. Sarin, P. Sarkar, A. Sasli, P. Sassi, B. Sassolas, R. Sato, S. Sato, Yukino Sato, Yu Sato, O. Sauter, R. L. Savage, T. Sawada, H. L. Sawant, S. Sayah, V. Scacco, D. Schaetzl, M. Scheel, A. Schiebelbein, M. G. Schiworski, P. Schmidt, S. Schmidt, R. Schnabel, M. Schneewind, R. M. S. Schofield, K. Schouteden, B. W. Schulte, M. Schulz, B. F. Schutz, E. Schwartz, M. Scialpi, J. Scott, S. M. Scott, R. M. Sedas, T. C. Seetharamu, M. Seglar-Arroyo, Y. Sekiguchi, D. Sellers, N. Sembo, A. S. Sengupta, E. G. Seo, J. W. Seo, V. Sequino, M. Serra, A. Sevrin, T. Shaffer, U. S. Shah, M. A. Shaikh, L. Shao, J. Sharkey, A. K. Sharma, Preeti Sharma, Priyanka Sharma, Ritwik Sharma, Sushant Sharma-Chaudhary, P. Shawhan, N. S. Shcheblanov, E. Sheridan, Z. -H. Shi, R. Shimomura, H. Shinkai, S. Shirke, D. H. Shoemaker, D. M. Shoemaker, R. W. Short, S. ShyamSundar, A. Sider, H. Siegel, V. Sierra, D. Sigg, L. Silenzi, L. Silvestri, M. Simmonds, L. P. Singer, Amitesh Singh, Anika Singh, D. Singh, M. K. Singh, N. Singh, S. Singh, A. M. Sintes, V. Sipala, V. Skliris, B. J. J. Slagmolen, T. J. Slaven-Blair, J. Smetana, D. A. Smith, J. R. Smith, L. Smith, R. J. E. Smith, W. J. Smith, S. Soares de Albuquerque Filho, K. Somiya, I. Song, S. Soni, V. Sordini, F. Sorrentino, H. Sotani, F. Spada, V. Spagnuolo, A. P. Spencer, P. Spinicelli, A. K. Srivastava, F. Stachurski, C. J. Stark, D. A. Steer, N. Steinle, J. Steinlechner, S. Steinlechner, N. Stergioulas, P. Stevens, M. StPierre, M. D. Strong, A. Strunk, A. L. Stuver, M. Suchenek, S. Sudhagar, Y. Sudo, N. Sueltmann, L. Suleiman, K. D. Sullivan, J. Sun, L. Sun, S. Sunil, J. Suresh, B. J. Sutton, P. J. Sutton, K. Suzuki, M. Suzuki, A. Svizzeretto, B. L. Swinkels, A. Syx, M. J. Szczepańczyk, P. Szewczyk, M. Tacca, M. Tagliazucchi, H. Tagoshi, S. C. Tait, K. Takada, H. Takahashi, R. Takahashi, A. Takamori, S. Takano, H. Takeda, K. Takeshita, I. Takimoto Schmiegelow, M. Takou-Ayaoh, C. Talbot, M. Tamaki, N. Tamanini, D. Tanabe, K. Tanaka, S. J. Tanaka, S. Tanioka, D. B. Tanner, W. Tanner, L. Tao, R. D. Tapia, E. N. Tapia San Martín, C. Taranto, A. Taruya, J. D. Tasson, J. G. Tau, A. Tejera, R. Tenorio, H. Themann, A. Theodoropoulos, M. P. Thirugnanasambandam, L. M. Thomas, M. Thomas, P. Thomas, J. E. Thompson, S. R. Thondapu, K. A. Thorne, E. Thrane, J. Tissino, A. Tiwari, Pawan Tiwari, Praveer Tiwari, S. Tiwari, V. Tiwari, M. R. Todd, E. Tofani, M. Toffano, A. M. Toivonen, K. Toland, A. E. Tolley, T. Tomaru, V. Tommasini, T. Tomura, H. Tong, C. Tong-Yu, A. Torres-Forné, C. I. Torrie, I. Tosta e Melo, E. Tournefier, M. Trad Nery, A. Trapananti, R. Travaglini, F. Travasso, G. Traylor, M. Trevor, M. C. Tringali, A. Tripathee, G. Troian, A. Trovato, L. Trozzo, R. J. Trudeau, T. Tsang, S. Tsuchida, K. Tsuji, L. Tsukada, K. Turbang, M. Turconi, C. Turski, H. Ubach, A. S. Ubhi, T. Uchiyama, R. P. Udall, T. Uehara, K. Ueno, V. Undheim, L. E. Uronen, T. Ushiba, M. Vacatello, H. Vahlbruch, G. Vajente, J. Valencia, M. Valentini, E. Vallejo-Pagès, S. A. Vallejo-Peña, S. Vallero, M. van Dael, E. Van den Bossche, J. F. J. van den Brand, C. Van Den Broeck, M. van der Kolk, M. van der Sluys, A. Van de Walle, J. van Dongen, K. Vandra, M. VanDyke, H. van Haevermaet, J. V. van Heijningen, P. Van Hove, J. Vanier, J. Vanosky, N. van Remortel, M. Vardaro, A. F. Vargas, V. Varma, A. Vecchio, G. Vedovato, J. Veitch, P. J. Veitch, S. Venikoudis, J. Venneberg, R. C. Venterea, P. Verdier, M. Vereecken, D. Verkindt, B. Verma, Y. Verma, S. M. Vermeulen, F. Vetrano, A. Veutro, A. Viceré, S. Vidyant, A. D. Viets, A. Vijaykumar, A. Vilkha, N. Villanueva Espinosa, V. Villa-Ortega, E. T. Vincent, J. -Y. Vinet, S. Viret, S. Vitale, A. Vives, L. Vizmeg, H. Vocca, D. Voigt, E. R. G. von Reis, J. S. A. von Wrangel, W. E. Vossius, L. Vujeva, S. P. Vyatchanin, J. Wack, L. E. Wade, M. Wade, K. J. Wagner, L. Wallace, E. J. Wang, H. Wang, W. H. Wang, Y. F. Wang, Z. Wang, G. Waratkar, R. L. Ward, J. Warner, M. Was, T. Washimi, N. Y. Washington, B. Weaver, S. A. Webster, N. L. Weickhardt, M. Weinert, A. J. Weinstein, R. Weiss, L. Wen, K. Wette, C. Wheeler, J. T. Whelan, B. F. Whiting, E. G. Wickens, D. Wilken, B. M. Williams, D. Williams, M. J. Williams, N. S. Williams, J. L. Willis, B. Willke, M. Wils, L. Wilson, C. W. Winborn, J. Winterflood, C. C. Wipf, G. Woan, J. Woehler, N. E. Wolfe, H. T. Wong, I. C. F. Wong, K. Wong, T. Wouters, J. L. Wright, M. Wright, B. Wu, C. Wu, D. S. Wu, H. Wu, K. Wu, Q. Wu, Z. Wu, E. Wuchner, D. M. Wysocki, V. A. Xu, Y. Xu, N. Yadav, H. Yamamoto, K. Yamamoto, T. S. Yamamoto, T. Yamamoto, R. Yamazaki, T. Yan, H. Yang, K. Z. Yang, Y. Yang, Z. Yarbrough, J. Yebana, S. -W. Yeh, A. B. Yelikar, X. Yin, J. Yokoyama, T. Yokozawa, S. Yuan, H. Yuzurihara, M. Zanolin, M. Zeeshan, T. Zelenova, J. -P. Zendri, M. Zeoli, M. Zerrad, M. Zevin, H. Zhang, L. Zhang, N. Zhang, R. Zhang, T. Zhang, C. Zhao, Yue Zhao, Yuhang Zhao, Z. -C. Zhao, Y. Zheng, H. Zhong, H. Zhou, H. O. Zhu, Z. -H. Zhu, Z. Zhu, A. B. Zimmerman, L. Zimmermann, M. E. Zucker, S. B. Araujo Furlan, Z. Arzoumanian, E. Carli, I. Cognard, M. Curylo, S. del Palacio, C. M. Espinoza, E. Fonseca, G. Gancio, F. Garcìa, K. C. Gendreau, L. Guillemot, S. Guillot, M. J. Keith, L. Kuiper, A. G. Lyne, B. W. Meyers, M. T. Miles, J. L. Palfreyman, A. B. Pearlman, D. J. Reardon, G. E. Romero, R. M. Shannon, B. Shaw, I. H. Stairs, B. W. Stappers, G. Theureau, P. Weltevrede, E. Zubieta
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل الكون كمحيط شاسع ومظلم. لعقود من الزمن، كنا نستمع إلى الأمواج العاتية والمدوية الناتجة عن الاصطدامات الضخمة — مثل اصطدام ثقبين أسودين معاً. هذه هي الإشارات "العابرة" التي تصدرت العناوين الرئيسية قبل بضع سنوات.
لكن هذه الورقة البحثية الجديدة تتعلق بالاستماع إلى شيء أكثر هدوءاً بكثير: طنين قطعة من "البلبل" (الدوامة) أثناء دورانها.
الفكرة الكبرى: الاستماع إلى الطنين الكوني
النجوم النيوترونية هي أكثر الأجسام كثافة في الكون، وهي في الأساس نوى ذرية عملاقة بحجم مدينة. عندما تدور، تكون عادةً مستديرة تماماً، مثل كرة شاطئ ملساء. إذا كانت تدور بشكل مثالي، فهي صامتة من منظور موجات الجاذبية.
ومع ذلك، إذا كان للنجم النيوتروني "نتوء" صغير أو "جبل" على سطحه (حتى لو كان هذا الجبل بارتفاع بضعة مليمترات فقط)، أو إذا كان منبعجاً قليلاً، فإنه يشبه كرة الشاطئ التي التصقت بها حصاة. ومع دورانها، يخلق هذا التمايل تموجاً إيقاعياً مستمراً في الزمكان. هذا ما يسمى الموجة المستمرة للجاذبية (CW).
المشكلة؟ هذه التموجات خافتة للغاية. إنها تشبه محاولة سماع همس من مسافة ألف ميل بينما تقف بجانب شلال هادر (ضجيج الكاشف نفسه).
العمل الاستقصائي: عمليات البحث "ضيقة النطاق"
قرر العلماء في هذه الورقة (وهو فريق ضخم من تعاونات LIGO وVirgo وKAGRA) مطاردة هذه الهمسات القادمة من 34 نبضاً (Pulsar) معروفاً ومحدداً.
فكر في النبض المعروف كمنارة. نحن نعرف بالضبط أين تقع، ومدى سرعة دورانها، ومتى تومض أضواؤها.
- الطريقة القديمة (البحث المستهدف): افترضنا أن "طنين" الجاذبية متزامن تماماً مع ومضات الضوء. كنا نستمع فقط عند ذلك التردد المحدد بالضبط.
- الطريقة الجديدة (البحث ضيق النطاق): أدرك العلماء أن طنين الجاذبية قد يكون أحياناً "خارج النغمة" قليلاً عن الضوء. ربد لعل "النتوء" على النجم يتأرجح بشكل مختلف عن شعاع الضوء.
لذا، بدلاً من الاستماع إلى نوتة موسيقية واحدة فقط، استمعوا إلى نطاق ضيق من النوتات حول التردد المتوقع. الأمر يشبه إذا كنت تحاول العثور على صديق في غرفة مزدحمة وهو يدندن أغنية معينة. بدلاً من الاستماع لـ "دو دييز" (C-Sharp) بالضبط، أنت تستمع لـ "دو ديز مع زيادة أو نقصان طفيف جداً". هذا يجعل عملية البحث أكثر قوة في حال كان الصديق خارج النغمة قليلاً.
الأدوات الجديدة: ما الذي تغير؟
تقدم هذه الورقة نوعين من التحديثات الرئيسية لاستراتيجية الاستماع الخاصة بهم:
- "الدوران من الدرجة الثانية": النجوم النيوترونية تتباطأ بمرور الوقت. عادةً، يأخذ العلماء في الاعتبار تباطؤاً ثابتاً. لكن أحياناً، يتغير معدل هذا التباطؤ نفسه (مثل سيارة تضغط على المكابح بقوة أكبر أو أقل). هذه الورقة هي الأولى التي تبحث في هذه التغييرات الدقيقة في معدل التباطؤ. إنه يشبه ليس فقط الاستماع إلى طبقة الطنين، بل الاستماع أيضاً إلى كيفية تغير هذه الطبقة بمرور الوقت.
- الرقصة الثنائية: بعض هذه النبضات لديها نجم شريك يدور حوله. هذا يضيف "تأثير دوبلر" معقداً (تتغير طبقة الصوت صعوداً وهبوطاً أثناء رقصهم حول بعضهم البعض). هذه هي المرة الأولى التي يطبق فيها الفريق بنجاح بحث "النطاق الضيق" هذا على النبضات الموجودة في أنظمة ثنائية. إنه يشبه محاولة سماع طائر الطنان بينما يطير في دائرة حول شجرة، بدلاً من الحوم في مكان واحد.
النتائج: الصمت ذهب
بعد تحليل البيانات من الجزأين الأولين من دورة الرصد الكبرى الرابعة (O4a وO4b)، لم يجد الفريق أي موجات جاذبية.
هل يعني هذا أنهم فشلوا؟ على الإطلاق. في العلم، غالباً ما تكون "النتيجة الصفرية" بمثابة انتصار.
- "حد التباطؤ" (Spin-Down Limit): تخيل قطعة "بلبل" تفقد طاقتها أثناء دورانها. إذا كانت تفقد طاقتها فقط عبر موجات الجاذبية، فهناك حد نظري أقصى لمدى علو صوتها.
- الانتصار: بالنسبة لـ 20 من النبضات التي درسوها، أثبت الفريق أن موجات الجاذبية التي تصدرها أهدأ من هذا الحد النظري الأقصى.
- البطل: النتيجة الأكثر شهرة هي لـ "نبض السراب" (Crab Pulsar). أثبت الفريق أن موجات الجاذبية التي يصدرها أقل من 2% من الطاقة القصوى التي يمكن أن يفقدها. بعبارة أخرى، أقل من 0.04% من طاقة "نبض السراب" تتحول إلى موجات جاذبية. الباقي يذهب على الأرجح إلى الضوء، والرياح، والحرارة.
لماذا يهم هذا؟
على الرغم من أنهم لم يجدوا الموجات، إلا أنهم وضعوا أشد القواعد صرامة على مدى "تعرج" هذه النجوم.
- تشبيه الجبل: إذا كان للنجم النيوتروني "جبل"، فما هو حجمه الأقصى؟ تخبرنا الحدود الجديدة أنه بالنسبة لـ "نبض السراب"، يجب أن يكون أي جبل أصغر من بضعة مليمترات.
- فيزياء المستحيل: يساعد هذا الفيزيائيين على فهم "معادلة الحالة" للنجوم النيوترونية — باختصار، ماذا يحدث للمادة عندما تُسحق بقوة تجعل الذرات تتفكك. لو كانت هذه النجوم أكثر تعرجاً، لسمعنا صوتها. وبما أننا لم نسمع شيئاً، فنحن نعلم أن "قشرة" هذه النجوم قوية وملساء للغاية.
ملخص
فكر في هذه الورقة البحثية كميكروفون فائق الحساسية يتم توجيهه نحو 34 منارات كونية محددة. لم يسمع الفريق الطنين، ولكن من خلال إثبات أن الطنين "أهدأ" من أي وقت مضى، فقد علمونا أن أكثر الأجسام تطرفاً في الكون هي أكثر سلاسة واستقراراً مما ظننا. لقد أحكموا الشبكة، مما يجعل من الصعب على هذه "الجبال" الاختباء، ويقربنا خطوة أخرى من سماع الطنين الكوني أخيراً.
إليك ملخص تقني مفصل للورقة البحثية بعنوان "البحث في النطاق الضيق عن الموجات الثقالية المستمرة من النباضات المعروفة في الجزأين الأول والثاني من دورة الرصد الرابعة لـ LIGO–Virgo–KAGRA."
1. بيان المشكلة
الموجات الثقالية المستمرة (CWs) هي إشارات طويلة الأمد، شبه أحادية اللون، يُتوقع صدورها من النجوم النيوترونية سريعة الدوران وغير متماثلة المحاور (النباضات). إن اكتشاف هذه الإشارات أمر بالغ الأهمية لفهم البنية الداخلية، ومعادلة الحالة، وآليات التشوه (مثل "الجبال" أو المجالات المغناطيسية) للنجوم النيوترونية.
ومع ذلك، فإن إشارات الموجات الثقية المستمرة ضعيفة للغاية، وغالبًا ما تكون مدفونة في ضجيج الكاشف. ويتمثل التحدي الرئيسي في البحث عن الموجات الثقالية المستمرة من النباضات المعروفة في احتمال وجود عدم تطابق (mismatch) بين حلول التوقيت الكهرومغناطيسية (EM) (المستمدة من عمليات الرصد الراديوية أو السينية أو أشعة غاما) وبين الانبعاث الثقالي الفعلي. يمكن أن ينشأ عدم التطابق هذا من:
- ضجيج التوقيت والارتجاجات (Glitches) (التغيرات المفاجئة في تردد الدوران).
- فك الارتباط بين الجزء الداخلي فائق السيولة والقشرة الصلبة.
- الاختلافات في آليات الانبعاث (على سبيل المثال، المسبقية الحرة/free precession).
تفترض عمليات البحث المتماسكة بالكامل أن طور الموجة الثقالية مرتبط تمامًا بالطور الكهرومغناطيسي؛ وإذا فشل هذا الافتراض، فسيتم فقدان الحساسية. تعالج عمليات البحث في النطاق الضيق (Narrowband searches) هذه المشكلة من خلال مسح نطاق ضيق من التردد ومعدل التباطؤ حول القيم المتوقعة كهرومغناطيسيًا، مما يوفر المتانة ضد عدم تطابق الطور مع الحفاظ على حساسية عالية.
2. المنهجية
مصادر البيانات:
- بيانات الموجات الثقالية (GW): استخدم التحليل بيانات من الجزأين الأول والثاني من دورة الرصد الرابعة (O4a و O4b) لتعاون LIGO–Virgo–KAGRA (LVK). وتحديدًا، تم استخدام البيانات من كاشفي LIGO Livingston (L1) و LIGO Hanford (H1). تم استبعاد Virgo و KAGRA لأنهما انضما إلى الدورة في أجزاء لاحقة.
- وقت الرصد: حوالي 360 يومًا لـ L1 و 300 يوم لـ H1.
- المعايرة: تم استخدام بيانات الإجهاد المعايرة قياسيًا، مع التعامل بشكل محدد مع فترة طرح خط 60 هرتز الضعيف للبحث عن نباض Crab.
- البيانات الكهرومغناطيسية (EM): تم اشتقاق حلول التوقيت باستخدام نهج متعدد الوسائط باستخدام بيانات من Fermi-LAT (أشعة غاما)، وNancay، وJodrell Bank، وIAR، وCHIME، وMeerKAT (راديوي)، وChandra، وNICER (أشعة سينية).
- التعامل مع الارتجاجات (Glitch Handling): بالنسبة للنباضات التي شهدت ارتجاجات أثناء فترة الرصد، تضمنت نماذج التوقيت معاملات الارتجاج (التغيرات الخطوية في التردد ومشتقاته، ومصطلحات التعافي الأسي). تم استبعاد مقاطع البيانات المحيطة بالارتجاجات لمنع التلوث.
خوارزمية البحث:
- خط الأنابيب (Pipeline): استخدم البحث خط أنابيب النطاق الضيق 5n-vector، الذي يقوم بإجراء ترشيح مطابق (matched filtering) في نطاق التردد بناءً على صيغة المتجه الخماسي.
- فضاء المعلمات:
- التردد (f): مسح نطاق ضيق حول 2frot (ضعف تردد الدوران).
- التباطؤ (f˙): مسح نطاق ضيق حول f˙ المتوقع كهرومغناطيسيًا.
- المشتق الثاني (f¨): كانت الميزة الجديدة في هذا العمل هي تضمين نطاق بحث في المشتق الزمني الثاني للتردد (f¨)، مما يسمح بتتبع أفضل للتطور الدوراني المعقد.
- الأنظمة الثنائية: لأول مرة في بحث النطاق الضيق، تم تكييف خط الأنابيب لاستهداف النباضات في الأنظمة الثنائية، مع مراعاة التعديل المداري باستخدام المعلمات الكبلرية (Keplerian parameters).
- بنك القوالب (Template Bank): غطت شبكة البحث فضاء f−f˙−f¨. تم تحديد الدقة بناءً على وقت الملاحظة (Tobs)، حيث δf≈1/Tobs، وδf˙≈1/Tobs2، وδf¨≈2/Tobs3.
- التحليل الإحصائي:
- تم تصحيح تأثير دوپلر وإعادة أخذ العينات (resampling) للبيانات.
- تم تطبيق الترشيح المطابق لتقدير استقطابات الموجات الثقالية.
- تم حساب إحصائية الكشف (S) من خلال الجمع المتماسك لنتائج L1 وH1.
- تم وضع عتبة لتحقيق احتمالية إنذار كاذب (pfa) بنسبة 1%.
- تم حساب الحدود العليا (ULs) عند مستوى ثقة 95% عن طريق حقن إشارات محاكاة في بيانات حقيقية.
3. المساهمات الرئيسية
- أكبر مجموعة مستهدفة للنطاق الضيق: هذا هو البحث الأكثر اتساعًا في النطاق الضيق حتى الآن في عصر الكواشف المتقدمة، حيث يستهدف 34 نباضًا معروفًا.
- تضمين الأنظمة الثنائية: أول بحث في النطاق الضيق يستهدف صراحةً النباضات في الأنظمة الثنائية، مما يوسع نطاق عمليات البحث عن الموجات الثقالية المستمرة إلى ما وراء النباضات المنعزلة.
- التباطؤ من الدرجة الأعلى: تنفيذ نطاق بحث في f¨ (المشتق الثاني للتردد)، مما يحسن الحساسية للمصادر ذات التطور الدوراني المعقد.
- المتانة تجاه الارتجاجات: نجح التحليل في التعامل مع النباضات التي تعرضت لارتجاجات خلال فترة الرصد عن طريق تقسيم مقاطع البيانات ونمذجة معاملات الارتجاج، مما ضمن عدم فقدان الحساسية بسبب انقطاعات التوقيت.
- إعادة تحليل البيانات السابقة: حدد المؤلفون وأصلحوا خطأً (bug) في تصحيح التباطؤ في خط الأنابيب المستخدم في تحليل سابق لـ O4a فقط، مؤكدين أن النتائج الجديدة تحل محل النتائج السابقة دون العثور على مرشحين إضافيين.
4. النتائج
- لا يوجد اكتشاف: لم يتم العثور على دليل ذي دلالة إحصائية على وجود موجات ثقالية مستمرة.
- القيم الشاذة (Outliers): تم تحديد مرشحين (قيم شاذة) لـ PSR J0117+59<<5914 و PSR J1826−1334. ومع ذلك، تم رفضهما كإشارات فلكية لأن تتبع ترددهما تقاطع مع ميزة ضوضاء عابرة معروفة في كاشف L1 (خط بقيمة ~3.4 هرتز يتفاعل مع خط معايرة) حدث خلال فترة الرصد.
- الحدود العليا (ULs):
- تم وضع حدود عليا على سعة الإجهاد (h095%) لجميع الأهداف الـ 34.
- حد التباطؤ (Spin-Down Limit): بالنسبة لـ 20 تحليلًا (بحساب مقاطع ما قبل وما بعد الارتجاج بشكل منفصل)، تم وضع الحدود العليا أقل من حد التباطؤ النظري. وهذا يعني أن أقل من 100% من فقدان الطاقة الدورانية للنباض تتحول إلى موجات ثقالية.
- أضيق قيد: تم تحقيق الحد الأكثر صرامة للنباض Crab (PSR J0534+2200). الحد الأعلى على سعة الإجهاد هو تقريبًا 2% من حد التباطؤ الخاص به. وهذا يتوافق مع أقل من 0.04% من قدرة تباطؤ نباض Crab لتكون مشعة كموجات ثقالية.
- عمق الحساسية: بلغ متوسط عمق الحساسية (D) حوالي 230 هرتز1/2، وهو ما يتماشى مع الأبحاث السابقة ولكنه تحسن بسبب طول وقت الملاحظة (Tobs).
- قيود الشكل البيضاوي (Ellipticity Constraints):
- بالنسبة للنباضات الشابة (f≲100 هرتز)، وُجدت حدود الشكل البيضاوي (ϵ) في نطاق 10−3 إلى 10−5.
- بالنسبة لملي-ثانية النباضات (f≳100 هرتز)، كانت الحدود في نطاق 10−8 إلى 10−7.
- تقيد النتائج أقصى تشوه للنجوم النيوترونية، مما يستبعد "الجبال" المدعومة بمراحل المادة الغريبة (مثل مراحل الكوارك الصلبة) بالنسبة لنباض Crab عند المستويات التي تتنبأ بها بعض النظريات.
5. الأهمية
- القيود الفيزيائية الفلكية: يضع عدم الاكتشاف أضيق القيود حتى الآن على الشكل البيضاوي لنباض Crab والنباضات الشابة الأخرى، مما يحد بشكل كبير من حجم التشوهات الداخلية.
- التقدم المنهجي: يثبت النجاح في دمج عمليات البحث في الأنظمة الثنائية واستكشاف f¨ في خط أنابيب النطاق الضيق نضج تقنيات البحث عن الموجات الثقالية المستمرة. وهذا يمهد الطريق لعمليات بحث أكثر تعقيدًا في دورات الرصد المستقبلية (O5 وما بعدها).
- المتانة: القدرة على الحفاظ على الحساسية رغم الارتجاجات وعدم تطابق التوقيت تثبت أن نهج النطاق الضيق يعد أداة حاسمة لمراقبة النباضات المعروفة، مما يكمل عمليات البحث المستهدفة المتماسكة بالكامل.
- معيار للدورات المستقبلية: توفر النتائج خط أساس للتحسينات المتوقعة في الحساسية مع الجيل القادم من الكواشف وزيادة وقت الملاحظة، حيث يُتوقع أن تتحسن الحساسية بمعامل 2 (بسبب مضاعفة Tobs) مقارنة بـ O4a.
في الختام، تمثل هذه الورقة خطوة مهمة للأمام في البحث عن الموجات الثقالية المستمرة، حيث تجمع بين أكبر قائمة مستهدفة حتى الآن مع ميزات متقدمة لخط الأنابيب لوضع أكثر القيود صرامة على تشوهات النجوم النيوترونية في عصر رصد O4.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.
تصلك أفضل أبحاث general relativity كل أسبوع.
يحظى بثقة باحثين في ستانفورد وكامبريدج والأكاديمية الفرنسية للعلوم.
تفقّد بريدك لتأكيد الاشتراك.
حدث خطأ ما. تعيد المحاولة؟
لا رسائل مزعجة، ويمكنك إلغاء الاشتراك متى شئت.