Search for Compact Binary Coalescences with Sub-solar Mass Components in Data from the Second Part of LIGO-Virgo-KAGRA's Fourth Observing Run
تُبلغ هذه الورقة عن بحث عن موجات الجاذبية لاندماج الثنائيات المتراصة ذات المكونات التي تقل كتلتها عن كتلة الشمس باستخدام بيانات من الجزء الثاني من دورة الرصد الرابعة لمرصد لايغو-فيرغو-كاغرا، حيث لم تجد أي اكتشافات ذات دلالة ولكنها وضعت حدودًا قصوى صارمة على معدلات الاندماج التي تقيد سيناريوهات المادة المظلمة التي تتضمن الثقوب السوداء الأولية والثقوب السوداء ذات النماذج التبديدية.
المؤلفون الأصليون: The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration, the KAGRA Collaboration, A. G. Abac, A. Abe, I. Abouelfettouh, F. Acernese, K. Ackley, A. Adam, S. Adhicary, D. 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, L. Albers, W. Ali, S. Al-Kershi, C. Allan, C. Allene, A. Allocca, S. Al-Shammari, J. A. Alvarez, S. Alvarez-Lopez, W. Amar, O. Amarasinghe, A. Amato, F. Amicucci, C. Amra, A. B. Anand, C. Anand, A. Ananyeva, S. B. Anderson, W. G. Anderson, M. Andia, M. Ando, F. Andrade-Oliveira, M. Andrés-Carcasona, J. L. Andrey, T. Andrić, J. Anglin, J. Anna, J. M. Antelis, S. Antier, T. Aoki, M. Aoumi, E. Z. Appavuravther, E. A. Appelt, 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, P. S. Aswathi, F. Attadio, F. Aubin, K. AultONeal, G. Avallone, N. Avdeev, E. A. Avila, S. Babak, C. Badger, S. Bae, S. Bagnasco, S. Baimukhametova, L. Baiotti, T. Baka, K. A. Baker, T. Baker, G. Balbi, G. Baldi, N. Baldicchi, M. Ball, G. Ballardin, M. Ballelli, 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, D. Barman, N. Barman, 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, J. C. Bayley, A. C. Baylor, P. A. Baynard II, M. Bazzan, V. M. Bedakihale, F. Beirnaert, M. Bejger, A. S. Bell, C. Bellani, D. S. Bellie, D. Beltran-Martinez, E. Benedetti, W. Benoit, I. Bentara, M. Ben Yaala, S. Bera, F. Bergamin, B. K. Berger, M. Beroiz, C. P. L. Berry, I. Berry, D. Bersanetti, T. Bertheas, A. Bertolini, J. Betzwieser, D. Beveridge, N. Bevins, J. Bezerra-Sobrinho, R. Bhandare, R. Bhatt, A. Bhattacharjee, D. Bhattacharjee, S. Bhattacharyya, S. Bhaumik, V. Biancalana, F. Bianchi, I. A. Bilenko, M. Bilicki, G. Billingsley, A. Binetti, S. Bini, S. Biot, O. Birnholtz, S. Biscoveanu, A. Bisht, M. Bitossi, M. -A. Bizouard, S. Blaber, J. Black, J. K. Blackburn, L. A. Blagg, C. D. Blair, D. G. Blair, M. Bloch, N. Bode, N. Boettner, P. Bogdan, G. Boileau, M. Boldrini, G. N. Bolingbroke, L. D. Bonavena, 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, T. D. Boybeyi, 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, D. D. Brown, M. L. Brozzetti, S. Brunett, G. Bruno, R. Bruntz, J. Bryant, Y. Bu, F. Bucci, A. Buchicchio, A. Buggiani, O. Bulashenko, T. Bulik, H. J. Bulten, A. Buonanno, K. Burtnyk, R. Buscicchio, N. Busdon, D. Buskulic, R. L. Byer, R. Cabrita, V. A. Cáceres-Barbosa, L. Cadonati, G. Cagnoli, C. Cahillane, A. Calafat, J. Calderón Bustillo, J. D. Callaghan, T. A. Callister, E. Calloni, S. R. Callos, K. Cannon, V. Cantory, H. Cao, L. A. Capistran, E. Capocasa, G. Capoccia, E. Capote, C. Capuano, G. Capurri, F. Carbognani, K. J. Cardona-Martínez, M. Carlassara, M. Carpinelli, G. Carrillo, G. Carullo, A. Casallas-Lagos, J. Casanueva Diaz, C. Casentini, S. Caudill, M. Cavaglià, R. Cavalieri, A. Ceja, G. Cella, P. Cerdá-Durán, N. Chabbra, W. Chaibi, A. Chakraborty, P. Chakraborty, S. Chakraborty, S. Chalathadka Subrahmanya, C. Chan, J. C. L. Chan, M. Chan, C. -Y. Chang, K. Chang, S. Chao, 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, Yanbei Chen, Yiwen 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, A. Chiummo, A. Chopra, C. Chou, S. Choudhary, N. Christensen, Y. K. Chu, S. S. Y. Chua, G. Ciani, P. Ciecielag, M. Cieślar, M. Cifaldi, B. Cirok, F. Clara, J. A. Clark, T. A. Clarke, A. Claveus, M. R. Claypool, S. Clesse, F. Cleva, S. M. Clyne, E. Coccia, E. Codazzo, P. -F. Cohadon, D. E. Cohen, E. Colangeli, O. Cole, M. Colleoni, C. G. Collette, J. Collins, S. Colloms, A. Colombo, G. Compère, C. M. Compton, G. Connolly, L. Conti, T. R. Corbitt, I. Cordero-Carrión, S. Corezzi, N. J. Cornish, A. Corsi, S. Cortese, L. A. Corubolo, L. Cotnoir, R. Cottingham, J. A. Cotturone, M. W. Coughlin, P. Couvares, R. Coyne, A. Cozzumbo, J. D. E. Creighton, T. D. Creighton, S. Crook, R. Crouch, J. Csizmazia, K. Csukás, T. J. Cullen, A. Cumming, E. Cuoco, M. Cusinato, R. R. Cuzinatto, L. V. da Conceição, T. Dal Canton, S. Dall'Osso, S. Dal Pra, G. Dálya, Y. Dang, B. D'Angelo, S. Danilishin, O. Danner, S. D'Antonio, K. Danzmann, K. E. Darroch, L. P. Dartez, R. Das, S. Das, A. Dasgupta, V. Dattilo, A. Daumas, I. Dave, A. Davenport, T. F. Davies, D. Davis, M. C. Davis, P. Davis, E. J. Daw, M. Dax, J. De Bolle, E. deBruin, M. Deenadayalan, J. Degallaix, U. Deka, 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, C. de Melo, N. Demos, T. Dent, A. Depasse, N. DePergola, R. De Pietri, R. De Rosa, C. De Rossi, E. K. Derrick, M. Desai, D. DeSantis, S. Deshmukh, V. Deshmukh, R. De Simone, S. Determan, S. Dhage, A. Dhani, R. Dhatri, R. Dhurkunde, R. Diab, C. Diaz, M. C. Díaz, F. Diaz Guerra, M. Di Cesare, M. A. Dicorato, T. Dietrich, C. Di Fronzo, M. Di Giovanni, 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, S. Doravari, O. Dorosh, F. Dosopoulou, M. Drago, J. C. Driggers, M. Dubois, R. S. Dumbreck, U. Dupletsa, D. D'Urso, P. Dutta Roy, H. Duval, S. Dwivedi, S. E. Dwyer, C. Eassa, M. Eberhardt, M. Ebersold, M. Ebiri, G. Eddolls, A. Effler, J. Eichholz, H. Einsle, M. Eisenmann, M. Emma, K. Endo, R. Enficiaud, V. Ernst, L. Errico, R. Espinosa, M. Esposito, R. C. Essick, H. Estellés, T. Etzel, M. Evans, T. Evstafyeva, 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, A. Feo, J. Fernandes, T. Fernandes, G. Fernández Rodríguez, D. Fernando, S. Ferraiuolo, T. A. Ferreira, M. Ferrer-Martinez, F. Fidecaro, P. Figura, I. Fiori, M. Fishbach, R. P. Fisher, S. K. Fitzgerald, V. Fiumara, R. Flaminio, B. Flanagan, S. M. Fleischer, L. S. Fleming, F. Flocco, E. Floden, H. Fong, J. A. Font, F. Fontinele-Nunes, C. Foo, B. Fornal, P. W. F. Forsyth, A. Fragkos, N. Franchini, A. Franco-Ordovas, F. Frappez, F. Frasconi, J. P. Freed, Z. Frei, A. Freise, O. Freitas, R. Frey, W. Frischhertz, P. Fritschel, V. V. Frolov, M. Fuentes-Garcia, R. Fujii, T. Fujimori, Y. Fujiwara, P. Fulda, M. Fyffe, B. U. Gadre, J. R. Gair, S. Galaudage, V. Galdi, M. Galimberti, 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, F. Gautier, V. Gayathri, T. Gayer, G. Gemme, A. Gennai, V. Gennari, J. George, R. George, O. Gerberding, L. Gergely, A. Ghinassi, Archisman Ghosh, Sayantan Ghosh, Shaon Ghosh, Shrobana Ghosh, Suprovo Ghosh, Tathagata Ghosh, J. A. Giaime, K. D. Giardina, D. R. Gibson, C. Gier, F. Gittins, J. Glanzer, F. Glotin, E. Glowacki, J. Godfrey, R. V. Godley, O. Godwin, A. S. Goettel, E. Goetz, J. Golomb, S. Gomez Lopez, G. González, P. Goodarzi, S. R. Goode, A. Goodwin-Jones, M. Gosselin, S. M. Goss-Grubbs, C. Gostiaux, R. Gouaty, D. W. Gould, D. Goupilliere, K. Govorkova, A. Grado, V. Graham, A. E. Granados, M. Granata, V. Granata, S. Gras, P. Grassia, C. Gray, R. Gray, G. Greco, A. C. Green, L. Green, S. R. Green, A. M. Gretarsson, E. M. Gretarsson, D. Griffith, C. Grimaud, H. Grote, S. Grunewald, A. G. Guerrero, G. M. Guidi, T. Guidry, H. K. Gulati, F. Gulminelli, H. Guo, W. Guo, Y. Guo, A. Gupta, I. Gupta, N. C. Gupta, S. K. Gupta, V. Gupta, N. Gupte, N. Guttman, F. Guzman, M. Haberland, S. Haino, E. D. Hall, E. Z. Hamilton, G. Hammond, W. -B. Han, 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, J. Harms, G. M. Harry, I. W. Harry, M. T. Hartman, B. Haskell, C. -J. Haster, K. Haughian, H. Hayakawa, K. Hayama, J. Hedberg, A. Heffernan, D. Hegde, M. C. Heintze, 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, A. Heranval, M. Heurs, A. L. Hewitt, J. Heynen, J. Heyns, S. Hido, S. Hild, M. Hill, S. Hill, Y. Himemoto, C. Hirose, D. Hofman, 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, P. Hsi, H. -Y. Hsieh, C. Hsiung, S. -H. Hsu, W. -F. Hsu, H. Y. Huang, Y. Huang, A. D. Huddart, B. Hughey, D. C. Y. Hui, S. Husa, L. Iampieri, G. A. Iandolo, M. Ianni, Y. Ichinose, K. Ide, R. Iden, A. Ierardi, S. Ikeda, H. Imafuku, K. Imai, G. Inguglia, Y. Inoue, P. Iosif, J. Irwin, K. Ishida, R. Ishikawa, T. Ishikawa, H. Ishino, M. Isi, K. S. Isleif, Y. Itoh, S. Iwaguchi, M. M. Iwaya, B. R. Iyer, C. Jacquet, T. Jacquot, S. J. Jadhav, S. P. Jadhav, K. Jain, A. L. James, K. Jani, S. Jani, J. Janquart, N. N. Janthalur, S. Jaraba, P. Jaranowski, R. Jaume, W. Javed, M. Jensen, W. Jia, J. Jiang, H. -B. Jin, S. -J. Jin, G. R. Johns, N. A. Johnson, M. C. Johnston, R. Johnston, N. Johny, D. H. Jones, D. I. Jones, R. Jones, P. Joshi, S. K. Joshi, G. Joubert, J. Ju, L. Ju, I. L. Juarez-Reyes, K. Jung, H. B. Kabagoz, B. Kacskovics, T. Kajita, I. Kaku, V. Kalogera, M. Kalomenopoulos, M. Kamiizumi, N. Kanda, S. Kandhasamy, G. Kang, J. B. Kanner, S. J. Kapadia, D. P. Kapasi, A. Karia, A. S. Karia, R. Kashyap, M. Kasprzack, H. Kato, T. Kato, E. Katsavounidis, W. Katzman, R. Kaushik, K. Kawabe, S. Kawamura, D. Keitel, S. A. Kemper, L. J. Kemperman, J. Kennington, R. Kesharwani, J. S. Key, R. Khadela, S. S. Khadkikar, F. Y. Khalili, C. Khamar, F. Khan, M. Khursheed, N. M. Khusid, W. Kiendrebeogo, C. Kim, G. 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, N. Knust, K. Kobayashi, S. M. Koehlenbeck, 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, N. Kouvatsos, T. Koyama, D. B. Kozak, E. Kraja, S. L. Kranzhoff, V. Kringel, N. V. Krishnendu, S. Kroker, A. Królak, K. Kruska, J. Kubisz, K. Kubota, G. Kuehn, D. Kukla, A. Kulur Ramamohan, Achal Kumar, Anil Kumar, Dhruv Kumar, Praveen Kumar, Prayush Kumar, Rahul Kumar, Rakesh Kumar, Ravi Kumar, Sumit Kumar, J. Kume, K. Kuns, N. Kuntimaddi, S. Kuroyanagi, K. Kwak, K. Kwan, S. Kwon, G. Lacaille, D. Laghi, A. H. Laity, N. Lajili, A. Lakhal, E. Lalande, M. Lalleman, S. Lalvani, M. Landry, R. N. Lang, A. Lange, J. A. Lange, R. Langgin, B. Lantz, I. La Rosa, O. Laske, P. D. Lasky, L. Lavezzi, J. Lawrence, M. Laxen, 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, W. Lee, Y. Lee, F. Legger, I. N. Legred, J. Lehmann, L. Lehner, M. Le Jean, A. Lema{ître, R. Lemrani Alaoui, M. Lenti, M. Leonardi, M. Lequime, M. Lesovsky, N. Letendre, M. Lethuillier, Y. Levin, S. Lexmond, K. Leyde, A. K. Y. Li, K. L. Li, T. G. F. Li, X. Li, Y. Li, Z. Li, Q. Liang, C-Y. Lin, E. T. Lin, F. Lin, L. C. -C. Lin, Y. -C. Lin, C. Lindsay, S. D. Linker, A. Liu, F. 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, L. T. London, A. Longo, M. Lopez Portilla, A. Lorenzo-Medina, V. Loriette, M. Lormand, M. Lorusso, G. Losurdo, T. P. Lott IV, J. D. Lough, H. A. Loughlin, C. O. Lousto, N. K. Y. Low, N. Lu, H. Lück, O. Lukina, D. Lumaca, A. P. Lundgren, L. Lunghini, A. W. Lussier, L. -T. Ma, X. Ma, M. Ma'arif, S. MacBride, K. Machida, D. M. Macleod, I. A. O. MacMillan, A. Macquet, S. S. Madekar, S. Maenaut, S. S. Magare, R. M. Magee, E. Maggio, M. Magnozzi, P. Mahapatra, M. Mahesh, S. Majhi, E. Majorana, C. N. Makarem, E. Makelele, N. Malagon, 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, Z. Mangi, B. Mannix, G. L. Mansell, M. Manske, M. Mantovani, M. Mapelli, S. Marchetti, F. Marion, J. Mark, A. S. Markosyan, J. Markus, E. Maros, S. Marsat, F. Martelli, I. W. Martin, R. M. Martin, B. B. Martinez, M. Martinez, V. Martinez, A. Martini, Juan Carlos Martins, Julio C. Martins, D. V. Martynov, E. J. Marx, L. Massaro, A. Masserot, M. Masso-Reid, T. Masters, S. Mastrogiovanni, G. Mastropasqua, M. Matiushechkina, A. Matte-Landry, L. Maurin, N. Mavalvala, N. Maxwell, A. McCann, G. McCarrol, R. McCarthy, D. E. McClelland, S. McCormick, L. McCuller, L. I. McDermott, C. McElhenny, G. I. McGhee, K. B. M. McGowan, J. McIver, A. McLeod, I. McMahon, T. McRae, R. McTeague, K. McWhirter, D. Meacher, B. N. Meagher, R. Mechum, L. G. Medeiros, R. M. Mehta, A. Melatos, C. S. Menoni, R. A. Mercer, L. Mereni, K. Merfeld, E. L. Merilh, J. R. Mérou, C. Messick, M. Meyer-Conde, F. Meylahn, H. Miao, C. Michel, Y. Michimura, H. Middleton, D. P. Mihaylov, S. J. Miller, M. Millhouse, E. Milotti, V. Milotti, E. Minakaki, Y. Minenkov, Ll. M. Mir, L. Mirasola, C. -A. Miritescu, A. Mishra, C. Mishra, T. Mishra, A. 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, M. Molina-Ruiz, M. Mondin, M. Montani, G. Montefusco, C. J. Moore, D. Moraru, A. More, S. More, C. Moreno, E. A. Moreno, G. Moreno, A. Moreso Serra, C. Morgan, S. Morisaki, S. Moriwaki, 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, Y. Murakami, M. Murakoshi, P. G. Murray, D. Nabari, S. Nadji, A. Nagar, N. Nagarajan, K. Nakagaki, A. Nakamura, K. Nakamura, H. Nakano, M. Nakano, D. Nanadoumgar-Lacroze, D. Nandi, V. Napolano, S. U. Naqvi, P. Narayan, A. Nardecchia, 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, A. Neunzert, M. Newell, S. Ng, T. C. K. Ng, L. -A. T. Nguyen, T. T. Nguyen, L. Nguyen Quynh, A. B. Nielsen, Y. Nishino, A. Nishizawa, S. Nissanke, W. Niu, F. Nocera, J. Noller, M. Norman, M. Norris, C. North, J. Novak, G. Nurbek, L. K. Nuttall, K. Obayashi, J. Oberling, C. E. Ochoa, C. O'Connor, J. O'Dell, E. Oelker, M. Oertel, G. Oganesyan, J. J. Oh, T. O'Hanlon, M. Ohashi, F. Ohme, Y. Okabe, I. Oke, R. Oliveira, R. Omer, N. O'Neill, M. Onishi, K. Oohara, P. Ophardt, R. J. Oram, B. O'Reilly, R. O'Shaughnessy, S. Oshino, J. Ostrovska, A. Osumi, I. Ota, G. Othman, M. Otsuka, D. J. Ottaway, A. Ouzriat, H. Overmier, B. J. Owen, A. E. Pace, M. A. Page, A. Pai, S. Pal, M. A. Palaia, M. Pálfi, C. Palomba, H. Pan, J. Pan, K. -C. Pan, P. K. Panda, Shiksha Pandey, Swadha Pandey, P. T. H. Pang, F. Pannarale, B. C. Pant, F. H. Panther, M. Panzeri, F. Paoletti, A. Paoli, A. Paolone, A. Papadopoulos, E. E. Papalexakis, L. Papalini, G. Papigkiotis, A. Paquis, A. Parisi, B. -J. Park, Jihwan Park, Junegyu Park, W. Parker, G. Pascale, D. Pascucci, A. Pasqualetti, L. Passenger, D. Passuello, O. Patane, A. V. Patel, L. 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, A. Perreca, J. Perret, D. Pesios, S. Petracca, C. Petrillo, H. P. Pfeiffer, H. Pham, K. A. Pham, K. S. Phukon, H. Phurailatpam, L. Piccari, O. J. Piccinni, M. Pichot, A. Pied, M. Piendibene, F. Piergiovanni, L. Pierini, G. Pierra, V. Pierro, M. Pillas, B. Pillon, L. Pinard, I. M. Pinto, M. Pinto, B. J. Piotrzkowski, M. Pirello, A. Pisarski, M. D. Pitkin, E. Placidi, M. L. Planas, C. Plunkett, R. Poggiani, E. Polini, M. Polo, J. Pomper, L. Pompili, J. Poon, E. Porcelli, A. S. Porter, E. K. Porter, C. Posnansky, J. Powell, G. S. Prabhu, M. Pracchia, A. K. Prajapati, K. Prasai, R. Prasanna, P. Prasia, G. Pratten, G. Principe, G. A. Prodi, P. Prosperi, P. Prosposito, A. Puecher, J. Pullin, M. Punturo, 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, M. R. Raj Sah, 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. Redepenning, J. Regan, T. Regimbau, T. Reichardt, S. Reid, C. Reissel, D. H. Reitze, A. I. Renzini, B. Revenu, A. Revilla-Peña, F. Ricci, M. Ricci, A. Ricciardone, J. Rice, J. W. Richardson, M. L. Richardson, K. Riles, H. K. Riley, A. Riminucci, F. Robinet, M. Robinson, A. Rocchi, J. Rodriguez, R. Rodriguez Lopez, 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, T. J. Rosauer, C. A. Rose, D. Rosińska, M. P. Ross, M. Rossello-Sastre, S. Rowan, K. Rowlands, S. K. Roy, S. Roy, T. RoyChowdhury, D. Rozza, P. Ruggi, G. H. Ruiz, E. Ruiz Morales, K. Ruiz-Rocha, V. Russ, S. M. S, S. Sachdev, T. Sadecki, F. Safai Tehrani, P. Saffarieh, S. Safi-Harb, S. Saha, T. Sainrat, S. Sajith Menon, K. Sakai, Y. Sakai, M. Sakellariadou, S. Sakon, F. Salces-Carcoba, L. Salconi, M. Saleem, F. Salemi, M. Sallé, M. Salomé, S. U. Salunkhe, S. Salvador, A. Salvarese, A. Samajdar, P. M. Samir, A. Sanchez, E. J. Sanchez, J. Sanchez, D. Sanchez-Cid, N. Sanchis-Gual, J. R. Sanders, E. M. Sänger, F. Santoliquido, E. Sapkin, F. Sarandrea, T. R. Saravanan, P. Sarkar, A. Sasli, P. Sassi, B. Sassolas, O. Sauter, R. L. Savage, T. Savicheva, T. Sawada, H. L. Sawant, D. Schaetzl, M. Scheel, A. Schiebelbein, M. G. Schiworski, K. Schluterman, P. Schmidt, R. Schnabel, M. Schneewind, R. M. S. Schofield, M. Schoor, 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, E. G. Seo, J. W. Seo, G. Seong, V. Sequino, M. Serra, C. K. Sethi, A. Sevrin, T. Shaffer, U. S. Shah, M. A. Shaikh, L. Shao, J. Sharkey, A. Sharma, A. K. Sharma, Preeti Sharma, Priyanka Sharma, Sushant Sharma-Chaudhary, P. Shawhan, T. Shen, Z. -H. Shi, K. Shimode, H. Shinkai, S. Shirke, D. H. Shoemaker, D. M. Shoemaker, R. W. Short, S. ShyamSundar, H. Siegel, V. Sierra, D. Sigg, L. Silenzi, P. J. S. Silva, L. Silvestri, M. Simmonds, L. P. Singer, A. Singh, D. Singh, M. K. Singh, N. Singh, S. Singh, M. R. Sinha, P. Sinha, A. M. Sintes, V. Skliris, B. J. J. Slagmolen, T. J. Slaven-Blair, J. Smetana, D. A. Smith, J. R. Smith, J. Smith, L. Smith, W. J. Smith, S. Soares de Albuquerque Filho, M. Soares-Santos, K. Somiya, I. Song, Q. Song, S. Soni, V. Sordini, F. Sorrentino, H. Sotani, N. E. Sovitzky, F. Spada, V. Spagnuolo, A. P. Spencer, M. Spera, P. Spinicelli, A. K. Srivastava, F. Stachurski, V. V. Stanford, A. Stanton, D. A. Steer, N. Steinle, J. Steinlechner, S. Steinlechner, C. Stephens, N. Stergioulas, M. StPierre, J. Stremiz, M. D. Strong, A. Strunk, M. Suchenek, S. Sudhagar, R. Sugimoto, L. Suleiman, K. D. Sullivan, J. Sun, L. Sun, S. Sunil, J. Suresh, P. J. Sutton, K. Suzuki, M. Suzuki, A. Svizzeretto, B. L. Swinkels, A. Syx, M. J. Szczepańczyk, M. Tacca, M. Tagliazucchi, H. Tagoshi, S. C. Tait, H. Takaba, K. Takada, H. Takahashi, R. Takahashi, A. Takamori, S. Takano, H. Takeda, I. Takimoto Schmiegelow, 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, A. Taruya, J. D. Tasson, J. G. Tau, A. Tejera, J. G. Temple, Y. Teng, H. Themann, A. Theodoropoulos, M. P. Thirugnanasambandam, L. M. Thomas, M. Thomas, P. Thomas, J. E. Thompson, S. R. Thondapu, 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, T. Tomaru, V. Tommasini, H. Tong, C. I. Torrie, I. Tosta e Melo, E. Tournefier, A. Trapananti, R. Travaglini, F. Travasso, G. Traylor, L. 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, A. Tuci, M. Turconi, C. Turski, H. Ubach, A. S. Ubhi, N. Uchikata, T. Uchiyama, R. P. Udall, T. Uehara, V. Undheim, V. Upadhyaya, 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, P. Verdier, M. Vereecken, D. Verkindt, B. Verma, S. Verma, Y. Verma, S. M. Vermeulen, F. Vetrano, A. Veutro, A. Viceré, S. Vidyant, A. D. Viets, A. Vijaykumar, A. Vilkha, N. Villanueva Espinosa, E. T. Vincent, J. -Y. Vinet, S. Viret, S. Vitale, A. Vives, L. Vizmeg, B. Vizzone, 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, R. -Z. Wan, H. Wang, P. Wang, W. H. Wang, Y. F. Wang, Z. Wang, R. L. Ward, J. Warner, M. Was, T. Washimi, N. Y. Washington, D. Watarai, 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. Wimmer, C. W. Winborn, A. Wingfield, J. Winterflood, C. C. Wipf, G. Woan, N. E. Wolfe, H. T. Wong, I. C. F. Wong, T. Wouters, J. L. Wright, M. Wright, B. Wu, C. Wu, D. S. Wu, H. Wu, K. Wu, T. 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. Yébana Carrilero, A. B. Yelikar, X. Yin, J. Yokoyama, T. Yokozawa, M. Yoshihara, S. Yuan, H. Yuzurihara, M. Zanatta, M. Zanolin, M. Zeeshan, T. Zelenova, J. -P. Zendri, M. Zeoli, M. Zerrad, M. Zevin, H. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, N. Zhang, R. Zhang, T. Zhang, C. Zhao, J. Zhao, Yue Zhao, Yuhang Zhao, L. -M. Zheng, Y. Zheng, L. Zhizhong, H. Zhong, H. Zhou, H. O. Zhu, X. -J. Zhu, Z. -H. Zhu, Z. Zhu, D. Z. Zieba, A. B. Zimmerman, L. Zimmermann, M. E. Zucker
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
تعد الجاذبية هي الخيط الخفي الذي يربط الكون، ويمتد عبر الفراغ الشاسع بين النجوم والمجرات. لعقود من الزمن، استمع العلماء إلى التموجات التي تسببها هذه القوة عندما تصطدم الأجرام الضخمة، وهي ظاهرة تُعرف باسم الموجات الثقالية. تحمل هذه التموجات قصصاً عن أكثر الأحداث عنفاً في الكون، مثل اصطدام الثقوب السوداء أو اندماج النجوم النيوترونية، وهي البقايا الكثيفة للنجوم الميتة. وبينما سمعنا الضربات العميقة والثقيلة للثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية، لا يزال هناك سؤال هادئ حول وجود أجسام أخف وزناً بكثير. فهل يمكن أن توجد ثقوب سوداء أو نجوم نيوترونية تزن أقل من شمسنا؟ إن مثل هذه الأجسام "دون الشمسية" ستكون مستحيلة التكون من خلال الموت الطبيعي للنجم، والذي يترك عادةً خلفه لباً ثقيلاً. وإذا كانت موجودة، فقد تكون شيئاً غريباً تماماً، ربما تشكلت في اللحظات الأولى بعد الانفجار العظيم أو نشأت من شكل غامض من المادة التي لا تتفاعل مع الضوء. إن العثور عليها من شأنه أن يعيد كتابة فهمنا لكيفية بناء الكون وما قد تكون عليه المادة المظلمة — تلك المادة غير المرئية التي تمسك المجرات ببعضها البعض.
وللإجابة على هذا السؤال، استخدم فريق عالمي من العلماء أكثر الآذان حساسية في التاريخ: كواشف ليغو (LIGO)، وفيرجو (Virgo)، وكاجرا (KAGRA). هذه الأدوات، الموجودة في الولايات المتحدة وإيطاليا واليابان، مصممة لاستشعار التشوهات الضئيلة في الزمكان الناتجة عن مرور الموجات الثقالية. ركز الباحثون بحثهم على فترة زمنية محددة، من أبريل 2024 إلى يناير 2025، حيث قاموا بتحليل البيانات التي جُمعت خلال الجزء الثاني من دورة الرصد الرئيسية الرابعة للتعاون. لقد بحثوا عن إشارات من الأنظمة الثنائية — وهي أزواج من الأجسام المتراصة التي تدور حول بعضها البعض في مسارات لولبية نحو الاصطدام — حيث يزن أحد الأجرام على الأقل أقل من الشمس. غطى بحثهم مجموعة واسعة من الاحتمالات، باحثين عن أزواج يكون فيها الجسم الأخف وزناً ما بين 0.2 و1 من كتلة الشمس، بينما يتراوح وزن الشريك الأثقل من 0.2 إلى 10 أضعاف كتلة الشمس.
استخدم الفريق ثلاثة برامج حاسوبية مختلفة ومستقلة لغربلة البيانات، حيث يعمل كل منها كمرشح متميز لالتقاط أي إشارة محتملة مختبئة في ضجيج الخلفية. قارنت هذه البرامج بيانات الكواشف مقابل ملايين الأنماط الموجية النظرية، بحثاً عن تطابق قد يشير إلى حدث كوني حقيقي. وكانت النتيجة مسحاً نظيفاً: لم يتم تأكيد أي اكتشافات لهذه الاندماجات خفيفة الوزن. وبينما رصدت الحواسيب بعض المرشحين غير العاديين الذين برزوا عن السكون المعتاد، أظهرت المزيد من التحقيقات أن هذه لم تكن إشارات من الفضاء، بل كانت متوافقة مع التقلبات العشوائية في الكواشف أو الضوضاء الناتجة عن البيئة المحيطة. إن أكثر هذه الإنذارات الكاذبة أهمية، والتي حددها برنامجان، لم تصل إلى مستوى اليقين الذي يسمح للعلماء بالإعلان عن اكتشاف. ففي عالم علم الفلك بالموجات الثقالية، لا يكفي حدث واحد؛ إذ يجب أن تكون الإشارة قوية بما يكفي لاستبعاد احتمال كونها مجرد مصادفة، وقد عجزت هذه المرشحين عن بلوغ ذلك الحد.
وعلى الرغم من أنهم لم يجدوا الأجسام التي كانوا يبحثون عنها، إلا أن البحث لم يكن فاشلاً بأي حال من الأحال. فمن خلال عدم العثور على شيء، تمكن الفريق من وضع حدود صارمة لمدى شيوع هذه الأجسام. لقد حسبوا أنه إذا كانت الثقوب السوداء دون الشمسية موجودة، فلا بد أن تكون نادرة للغاية. وتحديداً، توصلوا إلى أن معدل مثل هذه الاندماجات في الكون لا يمكن أن يتجاوز بضعة آلاف من الأحداث لكل مليار سنة ضوئية مكعبة في السنة، اعتماداً على الكتل الدقيقة المعنية. وهذا الافتقار إلى الكشف يسمح لهم بوضع قيود محكمة على نظريتين رائدتين حول المادة المظلمة.
تتعلق النظرية الأولى بالثقوب السوداء البدائية، وهي ثقوب سوداء افتراضية تشكلت من التكتلات الكثيفة للكون المبكر بدلاً من النجوم الميتة. ولو كانت هذه الأجسام تشكل جزءاً كبيراً من المادة المظلمة، لكانت الكواشف قد سمعت اصطدامها بحلول الآن. وتشير البيانات الجديدة إلى أن الثقوب السوداء البدائية لا يمكن أن تفسر أكثر من جزء صغير من المادة المظلمة، وتحديداً أقل من حوالي 3 بالمائة للأجسام ذات الكتلة المماثلة للشمس، وأقل من ذلك للأجسام الأخف. أما النظرية الثانية فتتعلق بـ "المادة المظلمة المبددة"، وهو نموذج تتفاعل فيه جسيمات المادة المظلمة مع بعضها البعض بطرق معقدة، بشكل مشابه لكيفية تبريد الغاز وانهياره لتشكيل النجوم. وفي هذا السيناريو، يمكن للمادة المظلمة أن تشكل نسختها الخاصة من الثقوب السوداء. وتشير نتائج البحث إلى أنه إذا كانت هذه الثق أخرى السوداء المظلمة موجودة وتشكل كل المادة المظلمة، فلا بد أن تكون أثقل من حد أدنى معين، مما يستبعد فعلياً النسخ الأخف من هذه النظرية.
كما امتدت الدراسة لتشمل النجوم النيوترونية، وهي النوى فائقة الكثافة للنجوم الميتة. وبينما تكون النجوم النيوترونية القياسية عادةً أثقل من الشمس، تشير بعض النظريات إلى أنه في ظل ظروف محددة، يمكن أن توجد نسخ أخف منها. قام الباحثون بمحاكاة كيفية استجابة كواشفهم لهذه النجوم النيوترونية الأخف، ووجدوا أن بحثهم كان حساساً بما يكفي لرصدها إذا كانت شائعة. وخلصوا إلى أن معدل الاندماجات التي تشمل هذه النجوم النيوترونية الخفيفة منخفض جداً أيضاً، حيث وضعوا حداً أقصى يبلغ حوالي 250 حدثاً لكل مليار سنة ضوئية مكعبة في السنة. لا يضيق هذا العمل الخناق على نظريات المادة المظلمة الغريبة فحسب، بل يثبت أيضاً القوة المتزايدة لشبكة الكواشف العالمية. ومع زيادة حساسية هذه الأدوات واستمرار دورات الرصد، فإن النافذة المطلة على عالم الكتلة دون الشمسية ستصبح أكثر وضوحاً، مما يقرب العلماء إما من اكتشاف هذه الأجسام المراوغة أو من إغلاق الباب نهائياً أمام وجودها.
ملخص تقني: البحث عن الاندماجات الثنائية المدمجة ذات المكونات ذات الكتلة دون الشمسية في بيانات الجزء الثاني من دورة الرصد الرابعة لتعاون LIGO–Virgo–KAGRA
المشكلة والدوافع
تتمتع كواشف الموجات الثقالية (GW) بحساسية أساسية تجاه اندماجات الأجرام المدمجة ذات الكتلة النجمية (الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية التي تبلغ كتلتها ≥1M⊙). ومع ذلك، فإن اكتشاف الاندماجات الثنائية المدمجة (CBCs) التي تتضمن مكونات ذات كتلة دون شمسية (SSM) (كتل <1M⊙) من شأنه أن يوفر دليلاً على قنوات تشكل غريبة تتجاوز التطور النجمي القياسي. هناك دافعان رئيسيان يقودان هذا البحث:
- الثقوب السوداء البدئية (PBHs): تُعد الثقوب السوداء البدئية مرشحاً للمادة المظلمة. وبينما يمكن أن تغطي طيفاً واسعاً من الكتل، فإن اكتشاف ثقب أسود ذي كتلة دون شمسية من شأنه أن يميزها بشكل قاطع عن الثقبات السوداء النجمية، حيث لا يوجد أي مسار فلكي معروف ينتج ثقوباً سوداء نجمية بكتل أقل من حد تشاندراسيخار.
- المادة المظلمة المبددة (Dissipative Dark Matter): تتنبأ النماذج التي تتضمن مادة مظلمة ذات تفاعلات جسيمية معقدة (المادة المظلمة المبددة) بتشكل "ثقوب سوداء مظلمة" (DBHs) في الهالات الكثيفة. وتتناسب معدلات اندماج هذه الأجرام عكسياً مع كتلتها، مما يعني أن الثقوب السوداء المظلمة ذات الكتلة دون الشمسية (SSM DBHs) قد تمتلك معدلات اندماج عالية، مما يوفر أداة لاستقصاء الفيزياء الدقيقة للمادة المظلمة.
بالإضافة إلى ذلك، فإن عمليات البحث عن الكتل دون الشمسية (SSM) حساسة لأنظمة النجوم النيوترونية الثنائية (BNS) التي تحتوي على نجوم نيوترونية منخفضة الكتلة، والتي قد تتشكل من خلال آليات فلكية محددة (مثل تجريد الكتلة في الأنظمة الثنائية أو التشكل في أقراص غنية بالنيوترونات).
المنهجية
يستخدم التحليل بيانات الجزء الثاني من دورة الرصد الرابعة (O4b) لتعاون LIGO–Virgo–KAGRA، والتي تمتد من 10 أبريل 2024 إلى 28 يناير 2025. تشمل هذه الفترة التشغيل المتزامن لكلا كاشفي LIGO وكاشف Virgo.
- خطوط معالجة البحث (Search Pipelines): قامت ثلاثة خطوط معالجة مستقلة تعتمد على المطابقة المرشحة (matched-filtering)—وهي GstLAL و MBTA و PyCBC—بتحليل بيانات الإجهاد (strain data).
- فضاء المعلمات (Parameter Space): استهدف البحث الاندماجات الثنائية المدمجة (CBCs) بكتلة ثانوية (m2) تتراوح بين 0.2M⊙ و 1M⊙، وكتلة أولية (m1) تتراوح بين 0.2M⊙ و 10M⊙. وتم تقييد نسبة الكتلة q=m2/m1 لتكون بين 0.1≤q≤1.
- بنوك القوالب (Template Banks): تم إنشاء بنوك قوالب لتغطية نطاق الكتلة المحدد مع قيم دوران مغزلي (spin) بمقدار χ≤0.9 للكتل ≥0.5M⊙ و χ≤0.1 للكتل ≤0.5M⊙. وشملت نماذج الموجات IMRPhenomD و SEOBNRv4ROM و TaylorF2 و SpinTaylorT4، مع ضبط حدود التردد المنخفض عادةً عند 45 هرتز (أو 35 هرتز لفلترة MBTA) لإدارة التكاليف الحسابية.
- تقدير الحساسية: تم قياس الحساسية عبر "الحجم الفائق الحساس" (⟨VT⟩) باستخدام حملة حقن (injection campaign). تمت إضافة حوالي 3.7×107 من الإشارات المحاكية (BBH و BNS) إلى بيانات O4b. ودمج التحليل نتائج O4a و O4b باستخدام نموذج مختلط لاستخلاص تقديرات حساسية قوية للدورة الكاملة.
- دلالة المرشحين (Candidate Significance): تم ترتيب المرشحين حسب معدل الإنذار الكاذب (FAR). وتم تقييم الدلالة مقابل توزيع ضوضاء الخلفية، مع مراع de اعتبار عوامل التجارب (trials factors) للدلالة التراكمية عبر عدة خطوط معالجة ودورات رصد.
النتائج الرئيسية
- حالة الكشف: لم يتم تحديد أي مرشحين هامين للموجات الثقالية. تم الإبلاغ عن مرشحين شاذين بواسطة خطي المعالجة GstLAL (S240422ed) و MBTA (S241229bq). ومع ذلك، أشارت التحليلات اللاحقة إلى أنهما متسقان مع تقلبات الضوضاء. فقد تم تحديد S240422ed سابقاً في عمليات البحث منخفضة التأخير، لكنه فقد دلالته في بحث الـ SSM غير المتزامن (offline)؛ بينما أظهر S241229bq معدل إنذار كاذب قدره 0.0043 yr−1 (حوالي 2.8σ) في MBTA، ولكنه كان متسقاً مع الضوضاء في خطوط المعالجة الأخرى وفشل في تجاوز عتبات الدلالة عند أخذ عوامل التجارب في الاعتبار.
- حدود معدل الاندماج: بناءً على عدم الكشف، تم وضع حدود عليا لمعدل الاندماج (R90) للثقوب السوداء الثنائية ذات الكتلة دون الشمسية (SSM BBHs) عند مستوى ثقة 90%.
- بالنسبة للثقوب السوداء الثنائية ذات الدوران المنخفض، تتراوح أكثر الحدود تقييداً بين 50 و 5000 Gpc−3yr−1، اعتماداً على مزيج الكتلة المكونة.
- بالنسبة لأنظمة النجوم النيوترونية الثنائية (BNS) ذات الكتلة دون الشمسية (بافتراض نموذج سكاني بسيط ثابت)، فإن الحد العلوي هو 249 Gpc−3yr−1.
- قيود المادة المظلمة:
- الثقوب السوداء البدئية (PBHs): بافتراض توزيع كتلة أحادي اللون، تم تقييد كسر المادة المظلمة في PBHss (fPBH) ليكون ≤(0.018–0.032) عند 1M⊙ و ≤(0.10–0.18) عند 0.35M⊙ للثنائيات التي تتشكل مبكراً. أما بالنسبة للثنائيات التي تتشكل متأخراً، فإن fPBH<1 مستبعد للكتل فوق (0.62–0.74)M⊙.
- المادة المظلمة المبددة: بالنسبة لنماذج المادة المظلمة الذرية، تم تقييد كسر المادة المظلمة في الثقوب السوداء المظلمة (fDBH) ليكون في حدود (1.0–1.1)×10−5 للكتل الدنيا حول (0.65–0.85)M⊙. وإذا كانت الثقوب السوداء المظلمة تشكل كامل المادة المظلمة (fDBH=1)، فإن الكتل الدنيا فوق (4.2–4.4)×10−2M⊙ مستبعدة.
الأهمية والادعاءات
يقدم البحث أكثر النتائج شمولاً حتى الآن من بحث الـ SSM الخاص بـ LVK، حيث يحدث نتائج O4a السابقة. تكمن الأهمية الأساسية في التحديث والتشديد في القيود على وفرة الأجرام المدمجة ذات الكتلة دون الشمسية، مما يحد مباشرة من جدوى سيناريوهات معينة للمادة المظلمة (PBHs و DBHs المبددة).
يؤكد المؤلفون أن غياب الاكتشافات يوفر حدوداً عليا بدلاً من كونه دليلاً على الوجود. وتعتبر القيود المفروضة على كسر PBH مكملة لتلك المستمدة من عدم رصد خلفية موجات ثقالية عشوائية (stochastic GW background). وبالنسبة للمادة المظلمة المبددة، فإن النتائج تستقصي الفيزياء الدقيقة لنماذج المادة المظلمة من خلال استبعاد نطاقات محددة من الكتل الدنيا لـ DBH وحصص كثافة المادة المظلمة.
كما يسلط البحث الضوء على أول تقديرات للحساسية لأنظمة BNS ذات الكتلة دون الشمسية بما في ذلك التأثيرات المدية (tidal effects) في موجات الحقن، موضحاً أنه على الرغم من انخفاض الحساسية قليلاً مقارنة ببحث BBH بسبب عدم تطابق القوالب (template mismatch)، إلا أن البحث يظل فعالاً لاستقصاء مجموعات النجوم النيوترونية منخفضة الكتلة. ويشير المؤلفون إلى أن دورات الرصد المستقبلية (O4c وما بعدها) مع زيادة الحساسية ووقت الرصد من المتوقع أن تعمل على تحسين هذه القيود أو ربما اكتشاف إشارة.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.
تصلك أفضل أبحاث النسبية العامة 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.