NANOGrav チームは、これらのパルサーからの信号を測定して、波がいつ押し寄せたかを判断することで、基本的に天の川銀河を巨大な重力波検出器に変えることができました。 巨大なブラック ホールの衝突、またはその他の非常にエネルギーの高いプロセスは重力波を生成し、時空をわずかに圧縮したり引き伸ばしたりして、パルサー ブリップ間の間隔を微調整します。 NANOGravの研究者らは、68個のパルサー間のこれらの微小な変化を測定し、それらを相関させ、低周波重力波の兆候と思われるパターンを発見した。 他の協力チームも、別々のパルサーのセットで同じことを行いました。
研究チームが測定の不確実性を軽減し、他の宇宙現象や単なるノイズではなく、重力波の本当の兆候を確実に発見したことを確認するには、10 年以上のデータ収集と分析が必要でした。 約 200 人からなる NANOGrav チームは統計分析を実施し、観測した信号が偶然に発生する確率は 1000 分の 1 未満であることを発見しました。 他の共同作業でも同様のレベルの統計的有意性が見つかりました。
これらは巨大ブラックホールからの本物の重力波の兆候である可能性が非常に高いが、研究チームは発見を説明するために「検出」という言葉を使うことに消極的である。 9年前、米国を拠点とするBICEP2共同研究チームは、南極の望遠鏡を使用して、ビッグバンから来る原始重力波を検出したと主張したが、その信号が実際には天の川の厄介な塵粒子から来ていることが判明しただけだった。そのため、研究者は結論について慎重になっています。 「重力波のコミュニティは、この種のことについて非常に慎重です」と国立電波天文台の天文学者であり、NANOGrav の元会長であるスコット・ランサムは言う。
NANOGrav チームは、測定のためにいくつかの電波望遠鏡を利用しました。ウェストバージニア州のグリーンバンク天文台、ニューメキシコ州のベリーラージアレイ、そして 2020 年に崩壊した象徴的な装置であるプエルトリコの巨大なアレシボ天文台です。他のチームは、ヨーロッパ5か国、インド、中国、オーストラリアで電波望遠鏡を使用しました。 最近では、カナダの CHIME や南アフリカの MeerTime など、さらに多くの望遠鏡がこの取り組みに参加しています。
米国と中国の科学者の協力は注目に値するとランサム氏は言う。 物議を醸した2011年の法律では、 ウルフ修正案 NASAは安全保障上の懸念から中国の団体と直接協力することを禁じているが、そのような制限はNANOGravのような国立科学財団が資金提供する取り組みには適用されない。 「政治のせいで、私たちのコラボレーションの一部は困難になっています」とランサム氏は言う。 「私たちは協力する方法を見つけなければなりません。そうすれば科学は間違いなく向上するからです。 政治のせいで足を引っ張られるのはひどいことだよ。」
チームは、インターナショナル パルサー タイミング アレイと呼ばれる一種のスーパー コラボレーションを通じて相互に調整します。 グループの地理的範囲により、科学者がタイムゾーンを越えて通信することは困難ですが、データセットを結合することができ、測定の精度と信頼性が向上しました。 「銀河サイズの重力波望遠鏡を裏庭に建設することはできません」とヨーロッパパルサータイミングアレイ実行委員会の天体物理学者マイケル・キースはWIREDへの電子メールで書いた。 「この規模で宇宙を研究するには、何百人もの天文学者、理論家、技術者、管理者の協力が必要です。」