Модернизированный детектор LIGO обнаружил новые гравитационные волны

Впервые ученым удалось услышать высшие гармоники, сопровождающие космическую песню, которая разносится по вселенной.

Детекторы гравитационных волн LIGO и Virgo слушали эту песню в течение нескольких лет, и после ряда улучшений они расширили свой диапазон, раскрывая новые подробности о событиях, которые их вызывают.

Когда массивные объекты сталкиваются в космосе, они посылают волны, проходящие сквозь саму ткань пространства-времени.

Эти гравитационные волны были предсказанием общей теорией относительности Эйнштейна, но мы не могли их зафиксировать до 2015 года. С тех пор сигналы поступали настолько регулярно, что они почти стали обыденными. Сами по себе они уже не новость.

То есть, если в данном событии нет ничего особенного. Но теперь ученые обнаружили волны более высокой частоты, чем когда-либо прежде.

В прошлом году детекторы LIGO и Virgo начали третий цикл наблюдений, названный O3, после длительного процесса обновления. В результате чего они стали более чувствительными.

И менее чем через две недели работы в O3, детекторы приняли странный новый сигнал, обозначенный GW190412. Это обнаружение показало наличие высших гармоник, которые представляют собой волны с частотами, в два или три раза превышающими обычно основную частоту.

Из этого исследователи смогли сделать вывод, что источником сигнала было столкновение двух черных дыр с очень разными массами. Одна из них имеет массу, в восемь раз большую массы Солнца, а другая — в 30.

Во всех других обнаруженных на сегодняшний день столкновениях с черными дырами масса двух объектов была примерно одинакова.

«Впервые мы «услышали» в GW190412 безошибочный гравитационно-волновой гул высшей гармоники, похожий на обертоны музыкальных инструментов, — говорит Фрэнк Оме, участник исследования.

«В системах с неравными массами, таких как GW190412 — наше первое наблюдение такого типа — эти обертоны в гравитационно-волновом сигнале намного громче, чем в наших обычных наблюдениях. Вот почему мы не могли слышать их раньше, но в GW190412 мы наконец смогли».

Исследователи говорят, что неравные массы ясно видны в том, как гравитационные волны проникают сквозь космос, и это может помочь ученым более точно измерить определенные свойства, например, как далеко находятся объекты, под каким углом мы на них смотрим, и как они вращаются.

Сейчас команда ученых изучает 54 других обнаруженных кандидата, которые были найдены в прошлом году, чтобы найти дополнительные подсказки.

Исследование доступно на сервере предварительной печати ArXiv.org, а анимацию столкновения черных дыр можно увидеть на видео ниже.