В гравитационно-волновой астрономии случилось одно из крупнейших открытий со времен фиксации гравитационных волн в 2015 году. Но помогли в этом открытии наблюдения с помощью радиотелескопов. Их проводила крупная международная коллаборация из сотен ученых со всего мира. Причем работы проводились параллельно несколькими независимыми группами.
Им удалось найти доказательства существования общего фона гравитационных волн или ряби в ткани пространства-времени. Движение черных дыр и других массивных объектов может создавать рябь в ткани Вселенной, называемую гравитационными волнами. И впервые получилось обнаружить свидетельства существования фона из длинных гравитационных волн, который заполняет космос.
Считается, что эти волны создавались на протяжении многих эпох сверхмассивными черными дырами, масса которых в миллиарды раз превышает массу Солнца. Они вращаются друг вокруг друга, прежде чем слиться. Обнаружение фона гравитационных волн можно сравнить с гулом толпы, который отчетливо слышен, но где не различить чей-то конкретный голос. Фоновая рябь поможет лучше понять, как создаются гравитационные волны и что с ними происходит при распространении по Вселенной. Это также может быть использовано для изучения слияний сверхмассивных черных дыр, поскольку эти события могут занимать миллионы лет, они настолько крупномасштабны, что земные детекторы просто не способны зафиксировать гравитационные волны от них. Такие слияния должны были повлиять на эволюцию галактик и Вселенной. Также они могут решить «парадокс последнего парсека», согласно которому сверхмассивные черные дыры теоретически не могут слиться, достигнув определенной близости. Как показывает новое открытие, это все же каким-то образом происходит.
Как уже говорилось, земные детекторы способны обнаруживать гравитационные волны от слияний средних черных дыр или нейтронных звезд. Поэтому для обнаружения фона ученые использовали совершенно другой подход к исследованиям. Они ориентировались на миллисекундные пульсары.
Это нейтронные звезды, которые вращаются с безумной скоростью, делая сотни оборотов в секунду. Причем их вращение настолько стабильно, что такие пульсары можно использовать как маяки. Если бы пространство между наблюдателем и пульсарами было совершенно пустым и спокойным, то импульсам требовалось бы одинаковое время для прохождения пути. Но на самом деле на прохождение сигнала влияют межзвездная пыль и газ, движение самих пульсаров и Земли. Гравитационные волны также растягивают и сжимают ткань пространства-времени между нами и пульсарами. Эту идею и использовали авторы проекта.
В результате кропотливой работы были исследованы сигналы десятков пульсаров за последние 15 лет, зафиксированных радиотелескопами по всему миру. Авторы исследований «очистили» отклонения прохождения импульсов по иным причинам, оставив лишь закономерности, которые могут быть объяснены только рябью в ткани пространства-времени, то есть фоновыми гравитационными волнами. Таким образом, предсказанные теоретически, они были обнаружены на практике.
Мы в VK: https://vk.com/nasa_vk
