MeerKAT na sledi plesu supermasivnih črnih lukenj

Masivni objekti v vesolju, ki se gibljejo pospešeno, ustvarjajo motnje v prostor-času, ki se gibljejo po vesolju. Gravitacijski valovi, kot pravimo takšnim motnjam, prostor-čas krčijo in raztezajo, kar lahko uporabimo za njihovo detekcijo.

Detekcijo sicer izredno majhnih motenj se lahko lotimo na različne načine. Tehnika je odvisna od narave sevalca valov. Na primer, več detektorjev po svetu (LIGO, Virgo) lovi valove, ki nastanejo pri trkih zvezdnih črnih lukenj, torej črnih lukenj z maso od nekaj do nekaj deset mas Sonca. 

Zanimiv način iskanja gravitacijskih valov je s pomočjo pulzarjev. Pulzar je nevtronska zvezda, ki se zelo hitro vrti in ima obenem močno magnetno polje. Iz pola pulzarja prihaja radijska svetloba. Ker pa pulzarji običajno kolebajo (pomislite na vrtavko), se položaj pola s časom spreminja. Ko je obrnjen k nam, vidimo svetlobo, ko je obrnjen stran, je ne. Podobno kot pri svetilniku. Od tu tudi ime pulzar.

Utripanje pulzarja je praktično nespremenljivo (včasih se jim malo zakolca, nato pa utripajo naprej tako kot prej), zato so idealen instrument za merjenje gravitacijskih valov z dolgo frekvenco. Po svetu je zraslo več eksperimentov, kjer uporabljajo pulzarje za merjenje gravitacijskih valov. Med njimi je tudi eksperiment, ki poteka z mrežo radijskih teleskopov MeerKAT (meerkat sicer pomeni surikata).

MeerKAT sestavlja 64 anten, ki stojijo v Južni Afriki. Zadnjih pet let so znanstveniki z njimi podrobno spremljali 80 pulzarjev, vidnih z južne poloble. Če se v vesolju pojavi gravitacijski val, za trenutek zmoti utripanje (utripanje se nekoliko skrajša, nato podaljša, nato pa spet poteka normalno). Na podlagi statističnih modelov so iz podatkov uspeli izluščiti tako imenovano ozadje gravitacijskih valov. Na ta način namreč ne merimo le enega dogodka, temveč vsoto najrazličnejših gravitacijskih valov, ki potujejo po vesolju.

Znanstveniki so v raziskavi, ki je bila objavljena v seriji člankov, pokazali, da je ozadje gravitacijskih valov glasnejše, kot so mislili do sedaj. Ugotovili so tudi, da je vesolje v eni smeri glasnejše kot v drugih. Anomalijo je najlažje pojasniti, če je v tej smeri ne preveč oddaljena galaksija, v kateri se dve supermasivni črni luknji (običajno z maso reda velikosti milijarde Sončevih mas) gibljeta relativno blizu ena okoli druge, pri čemer sevata gravitacijske valove.

Naslovna slika: Ilustracija ene izmed anten teleskopa MeerKAT med opazovanjem pulzarjev (bele svetle pike na sliki) in lovljenjem gravitacijskih valov. Avtorstvo: Carl Knox, OzGrav, Swinburne University of Technology and South African Radio Astronomy Observatory