Массивы синхронизации пульсаров приближают нас к получению представления о черных дырах

Новое исследование показывает, что время прибытия радиоволн от радиопульсаров демонстрирует отклонение с такими свойствами, которые мы ожидаем от гравитационных волн от слияния сверхмассивных черных дыр.

Об этом говорится в пресс-релизе Центра передового опыта по выявлению гравитационных волн (Ozgrav) Австралийской исследовательского совета.

Галактики содержат сверхмассивные черные дыры, массы которых от миллионов до миллиардов раз больше массы Солнца. При столкновении галактик пары сверхмассивных черных дыр в их центрах также ложатся на курс к столкновению. Могут пройти миллионы лет, прежде чем две черные дыры врежутся друг в друга. Когда расстояние между ними достаточно мало, бинарная система черных дыр начинает производить рябь в пространстве-времени, которая называется гравитационными волнами.

Гравитационные волны впервые наблюдались в 2015 году, но они были обнаружены от гораздо меньших черных дыр массой в десятки солнц. Гравитационные волны от сверхмассивных черных дыр — все еще тайна для ученых. Их открытие должно иметь бесценное значение для определения того, как формируются и эволюционируют галактики и звезды, а также для поиска происхождения темной материи.

Недавнее исследование, возглавляемое доктором Борисом Гончаровым и профессором Райаном Шенноном — оба из Ozgrav — адресовано этой загадке. Используя новейшие данные австралийского эксперимента под названием Массив синхронизации пульсаров Паркса, ученые искали эти таинственные гравитационные волны от сверхмассивных черных дыр. (Массив синхронизации пульсаров — это набор пульсаров, которые анализируются для поиска коррелированных сигнатур во времени прихода импульсов.)

В ходе эксперимента наблюдались радиопульсары: очень плотные коллапсированные ядра массивных сверхгигантских звезд (называемых нейтронными звездами), которые пульсируют радиоволнами, как луч маяка. Синхронность этих импульсов очень точная, тогда как фон гравитационных волн опережает и задерживает время прибытия импульсов в прогнозируемом порядке по всему небу, примерно на одну и ту же величину для всех пульсаров.

Теперь исследователи сообщают, что время прибытия этих радиоволн действительно демонстрирует отклонение с такими свойствами, которые мы ожидаем от гравитационных волн. Однако нужны дополнительные данные, чтобы сделать вывод, действительно ли коррелируют времена прибытия радиоволн всех пульсаров по небу. Подобные результаты также были получены путем сотрудничества с группами в Северной Америке и Европе. Это сотрудничество вместе с группами, находящимися в Индии, Китае и Южной Африке, активно объединяют наборы данных в рамках Международного массива синхронизации пульсаров с целью улучшения покрытия неба.

Ограничения на межпульсарную корреляцию, полученные в исследовании, в виде красных контуров вероятности, и ожидаемая пространственная корреляция, которую мог бы породить гравитационно-волновой сигнал от ансамбля сверхмассивных бинарных черных дыр. Ozgrav.

Это открытие считается предшественником выявления гравитационных волн от сверхмассивных черных дыр. Однако д-р Гончаров и его коллеги указывают на то, что наблюдаемые вариации времени прибытия радиоволн также могут быть вызваны внутренним шумом пульсаров. Доктор Гончаров сказал: "Чтобы выяснить, имеет ли наблюдаемый «общий» дрейф гравитационно-волновое происхождение, или сигнал гравитационных волн находится глубже в шуме, мы должны продолжить работу с новыми данными, полученнымы с массивов синхронизации пульсаров по всему миру, количество которых растет".

Работа была опубликована в "Astrophysical Journal Letters" в статье "On the Evidence for a Common-spectrum Process in the Search for the Nanohertz Gravitational-wave Background with the Parkes Pulsar Timing Array".

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.