Создана самая подробная карта космического фона из гравитационных волн

«То, что мы видим, намекает на гораздо более динамичную и активную Вселенную, чем мы ожидали», — утверждают ученые.
Carl Knox, OzGrav, Swinburne University of Technology

Ученые объявили о создании лучшей на сегодняшний день карты фона гравитационных волн Вселенной. Это достижение стало возможным благодаря радиотелескопам MeerKAT, расположенным в Южной Африке. Карта открыла необычную особенность: возможную аномалию в гравитационных волнах, пересекающих нашу галактику, связанную со слиянием двух черных дыр, пишет Space Аustralia. Три статьи с результатами опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society и доступны здесь, здесь и здесь .

Любой движущийся объект с массой порождает гравитационные волны — даже движение вашей руки. Конечно, они слишком слабы, чтобы их обнаружить. «Рябь» от планет, звезд и даже сверхмассивных черных дыр также слишком слаба для прямого обнаружения, но все же она укладывается в фоновую картину гравитационных волн. Их обнаружение оказалось непростой задачей. Для этого пришлось использовать детектор, охватывающий значительную часть нашей галактики.

«Изучение фона позволяет нам услышать отзвуки космических событий на протяжении миллиардов лет. Это показывает, как галактики и сама Вселенная эволюционировали со временем», — говорит доктор Мэтт Майлс, ведущий автор двух новых исследований.

Детектор размером с галактику может показаться фантастикой, но ответ, на первый взгляд прост: пульсары.

Пульсары — это тип нейтронных звезд. Миллисекундные пульсары вращаются сотни раз в секунду, с Земли это выглядит как пульсация. Их вращение настолько регулярное, что они точны, как атомные часы. Поэтому если мы видим изменения в этой пульсации, подразумевают, что между нами и пульсаром прошла гравитационная волна. Для определения фоновых гравитационных волн необходимо значительное количество пульсаров и множество измерений каждого.

Фото: Kathrin Grunthal et al./Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2024
Гравитационно-волновой фон на разных частотах. "Звездочки" на карте - пульсары.

«То, что мы видим, намекает на гораздо более динамичную и активную Вселенную, чем мы ожидали. Мы знаем, что сверхмассивные черные дыры сливаются, но теперь мы начинаем задаваться вопросом: где они и сколько их там?» — добавил доктор Майлс из Технологического университета Суинберн.

Считалось, что фон гравитационных волн однороден из-за того, что множество сливающихся сверхмассивных черных дыр расположено достаточно равномерно, испуская гравитационные волны в разных направлениях. Однако авторы обнаружили так называемую «горячую точку»: яркий источник, влияющий на нашу галактику.

«Наличие горячей точки может указывать на особый источник гравитационных волн, например, пару черных дыр, масса которых в миллиарды раз превышает массу нашего Солнца», – сказала ведущий автор третьего исследования Ровина Натан.