Forskare vid Hirosaki University har föreslagit en metod för att identifiera källan till ultralågfrekventa gravitationsvågor genom att leta efter 'beat'-mönster i pulsar-signaler. Detta tillvägagångssätt skulle kunna skilja mellan vågor från kosmisk inflation och de från supermassiva svarta hål-binärer. Förslaget bygger på bevis från 2023 från pulsar-tidtagningssamlingar som inte når upp till full bekräftelse.
Pulsarer, snabbt roterande neutronstjärnor som avger stadiga radiopulser, fungerar som precisa kosmiska klockor för att detektera subtila förvrängningar i rumtiden. År 2023 rapporterade internationella samarbeten, inklusive NANOGrav i USA och europeiska team, starka bevis för nanohertz-gravitationsvågor — vågor med perioder på månader till år — baserat på tidtagningvariationer i pulsar-signaler. Som Hideki Asada, professor vid Hirosaki University, förklarade: "Signalen var statistiskt pålitlig men under 5-sigma-tröskeln som partikelfysiker vanligtvis kräver." Denna bevisning, även om lovande, har ännu inte nått nivån för bekräftad detektion i kosmologi- och astrofysiksamhället.
Det finns två primära förklaringar till dessa vågor: primordiala fluktuationer från kosmisk inflation i det tidiga universum, sträckta till stora skalor, eller gravitationsvågor från omloppsbanor av supermassiva svarta hål-binärer som bildats under galaxfusioner. Att skilja dem åt har visat sig utmanande på grund av liknande korrelationsmönster i pulsar-data. För att adressera detta föreslår Asada och forskaren Shun Yamamoto att analysera 'beat'-effekter, liknande akustisk interferens, där vågor från två närliggande svarta hål-binärer med nästan identiska frekvenser överlappar och modulerar pulsarankomsttider.
"Om två sådana system har mycket liknande frekvenser kan deras vågor interferera och skapa ett beat-mönster, som i akustik," noterade Asada. Genom att söka efter denna modulation i pulsar-tidtagningkorrelationer skulle forskare kunna bekräfta om signalen kommer från diskreta närliggande källor snarare än en diffus inflationsbakgrund. Deras fynd publicerades den 14 oktober 2025 i Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Asada förväntar sig att en 5-sigma-bekräftelse kan komma inom några år, varvid denna metod skulle kunna klargöra vågornas ursprung. "Jag tror att när en bekräftad detektion på 5 sigma uppnås... skulle vår metod vara användbar för att skilja om de kommer från inflation eller från närliggande supermassiva svarta hål-binärer," avslutade han.