Недавно стало известно, что гравитационные волны можно изучать, регистрируя сигналы пульсаров. Изучение радиоволн, излучаемых этими мертвыми звездами, позволило впервые обнаружить низкочастотный сигнал, который является «звуком» гравитационного волнового фона, оставшегося в пространстве-времени, например. после столкновения двух черных дыр.
Теоретически эти волны должны создавать «слышимый» гул, что-то вроде звона в ушах от слишком близкого взрыва петарды. Самое простое как мы можем детектировать космический шум - это направить спутниковую антенну на Солнце, которое, как и многие другие объекты в космосе, излучает его.
Ученые в 2018 году подсчитали, что каждый год происходит около 100000 событий, связанных с испусканием гравитационных волн, но они слишком слабы для обнаружения детекторами. Волны сливаются и создают фон, своего рода тихий шум. Первое свидетельство того, что он действительно существует, было сделано командой астрономов NANOGrav в 2020 году. Используя объединенную мощность земных радиотелескопов, они измеряют время задержки прихода сигналов пульсаров.
Пульсары обеспечивают неоценимую поддержку для различных измерений, потому что они испускают измеримое радиоизлучение со своих полюсов с непрерывной воспроизводимостью. Когда показания указывают на возмущение (замедление или ускорение), виновником может быть взаимодействие сигнала с гравитационной волной где-то между пульсаром и детектором на Земле (галактика сжимается или расширяется в пространстве-времени).
Одиночный пульсар ничего нам не скажет. Но если одновременно наблюдать сразу за несколькими такими звездами, то задержки времени прихода сигналов можно будет сравнить друг с другом, а смещения, не вызванные гравитационными волнами, можно будет исключить. Сигнал гравитационной волны появился в опубликованных только в прошлом году отчете NANOGrav, основанных на 13-летнем мониторинге 45 самых стабильных пульсаров в нашей галактике.
Как объясняют авторы открытия, это не реальный сигнал, оставленный гравитационной волной, а своего рода «шум» с характеристиками, общими для каждого пульсара. Он проявляются как отклонения от нормы порядка сотен наносекунд. Есть риск, что эти отклонения являются результатом неточностей в измерениях, сделанных с Земли, т.к. она находится в постоянном движении. Для более точного расчета необходимо учитывать данные относительно центра тяжести Солнечной системы. К счастью, NANOGrav удалось определить его в 2020 году с точностью до 100 метров - он находится у поверхности Солнца.
«Невероятно интересно видеть такой сильный сигнал в наших данных. Однако нам нужно хорошо понимать наш шум. Нам все еще нужно исключить другие известные потенциальные источники, прежде чем мы узнаем, действительно ли этот сигнал исходит от гравитационных волн. Для этого необходимы дополнительные данные », - объясняет астрофизик Джозеф Саймон из Университета Колорадо в Боулдере, один из участников проекта NANOGrav.
Волнение распространилось среди исследователей по всему миру, потому что, анализом данных NANOGrav занимались многие эксперты со всего мира. А количество научных публикаций, в которых говорится о потенциальном открытии фоновых гравитационных волн, уже превысило 80. Никто еще однозначно не опроверг и не подтвердил достоверность сигнала. Однако, если результат окажется положительным, гравитационно-волновая астрономия войдет в совершенно новую фазу, что позволит, среди прочего, понять ход столкновений сверхмассивных черных дыр и, возможно, более точно узнать Вселенную после Большой взрыв.
Если вам понравилась статья - подписывайтесь на канал! Возможно вам так же будет интересно почитать:
