Projektbeschreibung
Die Werkzeuge zur ersten Entdeckung eines binären supermassereichen Schwarzen Loches erstellen
Supermassereiche Schwarze Löcher bilden das Zentrum massiver Galaxien und können so groß sein wie das gesamte Sonnensystem mit einer Masse, die Milliarden Mal größer ist als die der Sonne. Galaxien wachsen durch Verschmelzung und aus zwei supermassereichen Schwarzen Löchern kann ein binäres supermassereiches Schwarzes Loch entstehen. Deren Existenz wurde zwar schon vor Jahrzehnten vorhergesagt, bisher jedoch nicht bestätigt. Finanziert über den Europäischen Forschungsrat soll im Projekt MMMonsters ein erstes gefunden werden. Dafür wird die Multi-Messenger-Astronomie genutzt, eine relativ neue Methode, bei der Informationen aus verschiedenen fassbaren Signaltypen kombiniert werden, um die Wahrscheinlichkeit der Entdeckung zu steigern. Die Methode umfasst auch Daten einzigartiger Qualität und Quantität, innovative Werkzeuge des maschinellen Lernens und einen Katalog elektromagnetischer Daten aus 20 Millionen Galaxien.
Ziel
Supermassive black hole binaries (SMBHBs) are a natural outcome of galaxy mergers. They can be identified as quasars with periodic variability in time-domain surveys, or from strong gravitational waves (GWs) by Pulsar Timing Arrays (PTAs), making them exceptional multi-messenger sources. Despite their expected ubiquity, they have remained undetected, but upcoming data of unprecedented quantity and quality from the Legacy Survey of Space and Time (LSST) and increasingly more sensitive PTAs will bring these multi-messenger monsters (MMMonsters) within reach.
MMMonsters at the intersection of astronomy and data science is an ambitious program to deliver the first multi-messenger detection of a SMBHB. Leveraging existing time-domain data, we will improve SMBHB searches advancing our understanding of binary signals and quasar noise. For the first time, we will search for more complex and likely more common non-sinusoidal periodicity. Using the LSST Data Previews, I will develop novel machine learning tools to capitalize on the LSST dataset. With advance preparation, MMMonsters will be poised to reliably detect binaries in the first few LSST data releases, making the project extremely timely and impactful.
On the GW side, I will pave the way for the first PTA detection of an individually resolvable binary. I will build novel PTA detection pipelines that directly incorporate EM data, from a catalog of 20 million galaxies (which we will compile) including all the potential binary hosts. My approach will accelerate the first detection of a SMBHB and allow the subsequent identification of the binary host galaxy. I will forge the ultimate boost in binary detectability through the joint analysis of time- domain and PTA data in a multi-messenger data stream.
MMMonsters will establish strong EU leadership in time-domain astronomy and GW physics through groundbreaking results and by training early career scientists in the emerging field of multi-messenger astrophysics.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
70013 Irakleio
Griechenland