La courbe rouge croisant les centres de contour montre la tendance d'évolution de la population SMBBH d'un faible redshift à un redshift élevé :les fréquences des ondes gravitationnelles augmentent; les déformations des ondes gravitationnelles diminuent d'abord puis augmentent. Crédit :NAOC
Récemment, des chercheurs de l'Observatoire astronomique national de l'Académie chinoise des sciences ont quantifié le potentiel de détection des ondes gravitationnelles à l'ère du Square Kilometer Array (SKA). L'étude a été publiée dans Examen physique D .
Ce nouveau calcul démontre, pour la première fois, que même un petit nombre de pulsars millisecondes de haute qualité (environ 20) surveillés par SKA peut fournir des informations précieuses sur l'évolution du décalage vers le rouge des binaires de trous noirs supermassifs (SMBBH).
Les trous noirs supermassifs se trouvent généralement au centre des galaxies et évoluent avec leurs hôtes. Les SMBBH devraient donc exister dans des paires de galaxies proches. Cependant, aucun n'a été détecté sans équivoque.
L'équipe de recherche a réalisé une simulation numérique semi-analytique pour estimer le nombre de SMBBH détectables avec le SKA Pulsar Timing Array (SKA-PTA).
Sur la base d'échantillons de galaxies infrarouges et d'hypothèses statistiques de la population SMBBH, l'équipe a calculé leurs caractéristiques d'ondes gravitationnelles à basse fréquence à différents décalages vers le rouge.
SKA est un radiotélescope polyvalent avec une zone de collecte approchant 1 million de mètres carrés, et détient ainsi un grand potentiel pour détecter les ondes gravitationnelles nanohertz.
Différent de l'idée que des centaines de pulsars sont communément supposés nécessaires dans les travaux précédents, le nouveau calcul démontre qu'un SKA-PTA composé de seulement environ 20 pulsars est capable de détecter les ondes gravitationnelles en cinq ans de fonctionnement et d'atteindre un taux de détection de plus de 100 SMBBH/an après environ 10 ans.
En 30 ans de fonctionnement, environ 60 SMBBHs individuels détection avec z <0,05 et plus de 10 4 avec z <1 sont attendus.
Le nombre important de détections attendues et leur évolution avec décalage vers le rouge discernable par SKA-PTA feront de SKA un outil important pour étudier l'évolution des SMBBH et de leurs galaxies hôtes.
