Астрономы увидели потенциальные признаки фона гравитационных волн

Ученые использовали космическую обсерваторию размером с галактику, чтобы найти возможные намеки на уникальный сигнал гравитационных волн или мощную рябь, которая проходит через Вселенную и искажает ткань самого пространства и времени.

Новые результаты, опубликованные недавно в The Astrophysical Journal Letters, являются результатом американского и канадского проекта под названием Североамериканская наногерцовая обсерватория гравитационных волн (NANOGrav).

Более 13 лет исследователи NANOGrav изучали свет, исходящий от десятков пульсаров, разбросанных по всей Галактике Млечный Путь, чтобы попытаться обнаружить «фон гравитационных волн».

Это то, что ученые называют постоянным потоком гравитационного излучения, которое, согласно теории, постоянно омывает Землю. Команда еще не определила эту цель, но она становится ближе, чем когда-либо, сказал Джозеф Саймон, астрофизик из Университета Колорадо в Боулдере и ведущий автор новой статьи.

«Мы обнаружили сильный сигнал в нашем наборе данных», — сказал Джозеф Саймон, научный сотрудник отдела астрофизических и планетарных наук. «Но мы еще не можем сказать, что это фон гравитационной волны».

В 2017 году ученые, проводившие эксперимент под названием «Обсерватория гравитационных волн с лазерным интерферометром» (LIGO), получили Нобелевскую премию по физике за первое в истории прямое обнаружение гравитационных волн. Эти волны были созданы, когда две черные дыры врезались друг в друга примерно в 130 миллионах световых лет от Земли, создав космический удар, который распространился и на нашу солнечную систему.

Это событие было равнозначно удару тарелки — сильному и недолговечному звуку. Гравитационные волны, которые ищут Саймон и его коллеги, напротив, больше похожи на устойчивый гул разговора на многолюдной вечеринке.

Он добавил, что обнаружение этого фонового шума было бы крупным научным достижением, открывшим новое окно в работе Вселенной. Эти волны, например, могут дать ученым новые инструменты для изучения того, как сверхмассивные черные дыры в центрах многих галактик сливаются с течением времени.

«Эти соблазнительные первые намеки на фон гравитационных волн предполагают, что сверхмассивные черные дыры, вероятно, действительно сливаются, и что мы покачиваемся в море гравитационных волн, возникающих в результате слияния сверхмассивных черных дыр в галактиках по всей Вселенной», — говорят ученые.

На сегодняшний день группа наблюдала 45 пульсаров в течение как минимум трех лет, а в некоторых случаях и более десяти лет.

Кажется, что тяжелая работа окупается. В своем последнем исследовании Саймон и его коллеги сообщают, что они обнаружили в своих данных отчетливый сигнал: кажется, что на свет, исходящий от многих пульсаров, влияет какой-то общий процесс.

Исследователи до сих пор не могут точно сказать, что вызвало этот сигнал. Им нужно будет добавить больше пульсаров в свой набор данных и наблюдать за ними в течение более длительных периодов времени, чтобы определить, действительно ли это работает на фоне гравитационных волн.

«Возможность обнаружить фон гравитационных волн будет огромным шагом, но на самом деле это только первый шаг», — сказал он. «Шаг второй — определить, что вызывает эти волны, и выяснить, что они могут рассказать нам о Вселенной».