由明尼蘇達大學研究人員領導的國際研究團隊推進了重力波探測技術，在偵測到重力波後30秒內發出警報。這種快速通知系統有助於研究中子星和黑洞以及重元素的產生。一項新的研究將改進對重力波–空間和時間中的缺陷的探測。明尼蘇達大學雙城科學與工程學院的科學家與國際團隊共同領導了這項研究。

這項研究的目標是在偵測到中子星和黑洞後30 秒內向天文學家和天文物理學家發出警報，幫助人們更了解中子星和黑洞，以及包括金和鈾在內的重元素是如何產生的。

這些研究成果最近發表在《美國國家科學院院刊》（PNAS）上，這是一本經過同行評審、開放取用的科學雜誌。

重力波與時空的相互作用是在一個方向上壓縮時空，而在垂直方向上拉伸時空。這就是為什麼目前最先進的重力波探測器是L 型的，並使用乾涉測量法測量雷射的相對長度，干涉測量法是一種觀察兩個光源結合產生的干涉圖案的測量方法。探測重力波需要精確測量雷射的長度：相當於測量距離最近的恆星（約四光年）的距離，精確到一根頭髮絲的寬度。

該圖顯示了研究人員發出警報所需的時間，平均不到30 秒。圖片來源：安德魯-托伊沃寧

這項研究是全球重力波干涉儀網路LIGO-Virgo-KAGRA(LVK) 協作的一部分。在最新的模擬活動中，使用了先前觀測時段的數據，並添加了模擬重力波訊號，以顯示軟體和設備升級的性能。該軟體可以偵測訊號的形狀，追蹤訊號的表現，並估計事件中包含哪些質量，如中子星或黑洞。中子星是已知存在的最小、密度最大的恆星，是大質量恆星在超新星爆炸時形成的。

一旦軟體偵測到重力波訊號，它就會向使用者（通常包括天文學家或天文物理學家）發送警報，告知訊號在天空中的位置。隨著這次觀測時段的升級，科學家們能夠在偵測到重力波後更快地發送警報，時間不超過30 秒。

“有了這個軟體，我們就能探測到中子星碰撞產生的引力波，這種引力波通常太微弱，除非我們知道確切的觀測位置，否則是無法看到的，”明尼蘇達大學雙城分校物理與天文學院博士生安德魯-托伊沃寧（Andrew Toivonen）說。 “首先探測到重力波將有助於確定碰撞的位置，幫助天文學家和天文物理學家完成進一步的研究”。

天文學家和天文物理學家可以利用這些資訊來了解中子星的行為方式，研究中子星和黑洞碰撞時的核反應，以及包括金和鈾在內的重元素是如何產生的。

這是使用雷射干涉儀重力波天文台（LIGO）進行的第四次觀測，它將觀測到2025 年2 月。在前三次觀測期間，科學家們對訊號的探測進行了改進。本次觀測結束後，研究人員將繼續查看數據並做出進一步改進，目標是更快地發出警報。

編譯來源：ScitechDaily