弘前大学の研究者らが、超低周波重力波の源を特定する方法として、パルサー信号の「ビート」パターンを探すことを提案した。このアプローチは、宇宙インフレーション由来の波と超大質量ブラックホール二重星由来の波を区別できる可能性がある。この提案は、2023年のパルサータイミングアレイからの証拠に基づいており、完全な確認には至っていない。
パルサーは、急速に回転する中性子星で、安定した電波パルスを放出するもので、時空の微妙な歪みを検出するための精密な宇宙時計として機能します。2023年、米国NANOGravや欧州チームを含む国際共同研究グループが、パルサー信号のタイミング変動に基づき、ナノヘルツ重力波—数ヶ月から数年にわたる周期の波—の強い証拠を報告しました。弘前大学の教授である浅田英樹氏は、「信号は統計的に信頼性があったが、素粒子物理学者が通常要求する5シグマ閾値には達していなかった」と説明しました。この証拠は有望ですが、宇宙論や天体物理学コミュニティではまだ確認された検出のレベルに達していません。
これらの波の主な説明は2つあります：初期宇宙の宇宙インフレーションによる原始変動が巨大なスケールに引き伸ばされたもの、または銀河合併時に形成された超大質量ブラックホール二重星の軌道運動による重力波です。パルサーデータの類似した相関パターンにより、それらを区別するのは困難です。これに対処するため、浅田氏と研究者の山本俊氏は、「ビート」効果を分析することを提案しており、これは音響干渉に似ており、周波数がほぼ同一の近くの2つのブラックホール二重星からの波が重なり、パルサーの到着時刻を変調します。
「そのような2つのシステムが非常に似た周波数を持つ場合、その波は干渉して音響学のようにビートパターンを作成します」と浅田氏は述べました。パルサーティミング相関でのこの変調を検索することで、科学者たちは信号が拡散したインフレーションバックグラウンドではなく、離散的な近くの源から来ているかを確認できます。彼らの発見は、2025年10月14日にJournal of Cosmology and Astroparticle Physicsに掲載されました。
浅田氏は、5シグマの確認が数年以内に得られる可能性を予想しており、その時点でこの方法が波の起源を明確にできると見ています。「5シグマでの確認検出が達成され次第...私たちの方法は、それらがインフレーション由来か、近くの超大質量ブラックホール二重星由来かを区別するのに役立つと思います」と彼は結論づけました。