딥 스페이스 중력파 탐색

과학자들은 빠르게 회전하는 중성자 별에서 발생하는 중력파(gravitational waves)를 찾고 있다.

중성자 별은 우주에서 가장 밀도가 높은 천체로 완벽하게 구형이 아니라면 매우 희미한 “윙윙 거리는” 연속적인 중력파를 방출한다.

이 소리로 과학자들은 중성자 별의 깊은 곳을 들여다보고 가장 극단적인 물질 상태에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있다. 그러나 아직까지 강력한 레이저를 사용하는 4km 크기의 감지기는 아직 아무것도 듣지 못했다.

문제의 일부는 누락 된 키와 마찬가지로 과학자들이 최상의 검색 전략을 확신하지 못한다는 것이다. 대부분의 이전 연구는 가능한 한 많은 다른 장소에서 연속적인 중력파를 찾는 접근 방식을 취했다. 그러나 이것은 어느 한 위치에서 웅웅 거리는 소리를 듣는 데 제한된 시간만 활용할 수 있음을 의미한다. 이 소리는 매우 조용하기 때문에 듣지 못할 가능성이 높다.

최근에 발표 된 한 연구에서 호주 국립 대학교 ARC 중력파 발견을 위한 우수 센터(OzGrav)의 박사후 연구원 칼 웨트(Karl Wette)가 이끄는 과학자 팀은 새로운 접근법을 제시했다.

웨트는 “우리는 부분적으로 우리가 이미 펄서에 대해 알고있는 것을 기반으로 연속 중력파가있을 수 있는 특정 위치에서 훈련을 통해 추측했다. 펄서는 중성자 별과 같지만 연속 중력파 대신 전파를 내 보낸다. 우리는 펄서 전파 근처에서 지속적으로 중력파가 감지될 것이라는설을 세웠다”고 설명했다.

잃어버린 열쇠가 핸드백이나 지갑에 가까울 것이라고 추측하는 것과 같다.

기존 관찰 데이터를 사용해 팀은 이 위치(약 6,000일의 컴퓨터 사용 시간)에서 희미한 윙윙 거리는 소리를 주의 깊게 들으면서 많은 시간을 보냈다. 그들은 또한 그래픽 처리 장치(GPU)를 사용해 알고리즘을 초고속으로 실행했다.

연구팀은 이번 검색이 이 위치에 대한 이전 검색보다 훨씬 더 민감했지만 아무 소리도 듣지 못했다. 이는 추측이 빗나간 것을 의미한다.

*Karl Wette et al. Deep exploration for continuous gravitational waves at 171–172 Hz in LIGO second observing run data, Physical Review D (2021). DOI: 10.1103/PhysRevD.103.083020