Предложены новые доказательства существования фона гравитационных волн

Объявлено результаты комплексного поиска фона гравитационных волн ультранизкой частоты.

Об этом рассказывают в Бирмингемском университете, передают OstanniPodii.com.

Размером-в-световой-год рябь, являющаяся следствием общей теории относительности Эйнштейна, пронизывают все пространство-время и может возникать вследствие слияния наиболее массивных черных дыр во Вселенной или от событий, произошедших вскоре после образования Вселенной во время Великого взрыва. Ученые уже несколько десятилетий ищут окончательные подтверждения существования этих сигналов.

Международный массив синхронизации пульсаров (IPTA), объединяющий работу нескольких коллабораций астрофизиков со всего мира, недавно завершил поиск гравитационных волн в своем последнем официальном выпуске данных, известном как Data Release 2 (DR2).

Для справки. Пульсары – звездные остатки, вращающиеся сотни раз в секунду и испускающие узкие лучи радиоволн, которые выглядят как импульсы из-за вращения. В массивах синхронизации пульсаров отслеживаются коррелированные сигнатуры во времени прихода импульсов от пульсаров, что используется для обнаружения и анализа гравитационных волн.

Набор данных DR2 состоит из точных синхронизированных данных от 65 миллисекундных пульсаров, полученных путем объединения независимых наборов данных от трех членов-основателей IPTA: Европейского массива синхронизации пульсаров (EPTA), Североамериканской наногерцовой обсерватории гравитационных волн (NANOGrav) и Массива синхронизации пульсаров Паркса (PPTA) в Австралии.

Эти объединенные данные демонстрируют прочные доказательства наличия сверхнизкочастотного сигнала, обнаруженного от многих пульсаров в объединенных данных. Характеристики этого общего для всех пульсаров сигнала согласуются с характеристиками, которые ожидаются от гравитационно-волнового “фона”.

Гравитационно-волновой фон формируется многими разными сигналами перекрывающихся гравитационных волн, излучаемых космической популяцией сверхмассивных бинарных черных дыр (т.е. двух сверхмассивных черных дыр, которые вращаются друг вокруг друга и в конечном итоге сливаются), подобно перекрывающемуся фоновому шуму в переполненном зале.

Этот результат еще больше усиливает последовательное появление подобных сигналов, найденных в отдельных наборах данных коллабораций, принимающих участие в синхронизации пульсаров на протяжении последних нескольких лет.

Профессор Альберто Веккио, директор Института астрономии гравитационных волн Бирмингемского университета и член EPTA, говорит: «Обнаружение гравитационных волн от популяции массивных бинарных черных дыр или от другого космического источника даст нам беспрецедентное понимание того, как формируются и растут галактики, или космологических процессов, имевших место в новорожденной Вселенной. Для достижения этой цели необходимы большие международные усилия масштаба IPTA, и следующие несколько лет могут нам принести золотой век для этих исследований Вселенной».

Новости по подобной теме:

		Рябь в ткани Вселенной может раскрыть начало времени
		Столкновения черных дыр могут помочь измерить скорость расширения Вселенной

«Это очень увлекательный сигнал! Хотя у нас еще нет окончательных доказательств, мы, возможно, начинаем обнаруживать фон гравитационных волн», – говорит доктор Сиюань Чен, член EPTA и NANOGrav, а также руководитель поиска и публикации IPTA DR2.

Доктор Борис Гончаров из PPTA предостерегает от возможной интерпретации таких общих сигналов: «Мы также изучаем, чем еще может быть этот сигнал. Например, возможно, он может являться результатом шума, присутствующего в данных отдельных пульсаров, которые могли быть неправильно смоделированы в наших анализах».

Для идентификации гравитационно-волнового фона как источника этого сверхнизкочастотного сигнала IPTA также должно выявить пространственные корреляции между пульсарами. Это означает, что каждая пара пульсаров должна особым образом реагировать на гравитационные волны в зависимости от их распределения на небе.

Такие сигнатурные корреляции между парами пульсаров представляют собой неопровержимое доказательство для обнаружения фона гравитационных волн. Без них трудно доказать, что какой-либо другой процесс не отвечает за этот сигнал. Как ни странно, первым признаком фона гравитационной волны будет общий сигнал, подобный IPTA DR2. Коррелирует ли этот спектрально подобный сверхнизкочастотный сигнал между пульсарами в соответствии с теоретическими прогнозами, будет решен посредством дальнейшего сбора данных, расширения массивов по наблюдаемым пульсарам и продолжения поиска в результате более длинных и больших наборов данных.

Согласованные сигналы, подобные тем, что были получены с помощью анализа IPTA, также были опубликованы в отдельных наборах данных более поздних, чем используемые в IPTA DR2, от каждого из трех членов-учредителей коллаборации. Анализ IPTA DR2 демонстрирует мощность международного объединения, что дает веские показания в пользу гравитационно-волнового фона по сравнению с предельными или отсутствующими доказательствами из отдельных наборов данных. Кроме того, новые данные от телескопа MeerKAT и Индийского массива синхронизации пульсаров (InPTA), нового члена IPTA, еще больше расширят будущие наборы данных.

«Первым намеком на гравитационно-волновой фон будет сигнал, похожий на IPTA DR2. Тогда с большим количеством данных сигнал станет более значимым и покажет пространственные корреляции, после чего мы будем знать, что это гравитационно-волновой фон. Мы с нетерпением ждем возможности впервые внести несколько лет новых данных в IPTA, чтобы помочь в достижении обнаружения фона гравитационных волн», – говорит доктор Бхал Чандра Джоши, член InPTA.

Учитывая последние опубликованные результаты отдельных групп, которые теперь все могут четко восстановить общий сигнал, IPTA настроен с оптимизмом по поводу того, что можно достичь, если они будут объединены в IPTA Data Release 3. Работа над этим новым выпуском данных, как минимум будет включать обновленные наборы данных из четырех составляющих массивов синхронизации пульсаров в IPTA, уже идет. Ожидается, что анализ набора данных DR3 завершится в течение нескольких лет.

Доктор Мора Маклафлин с сотрудничества NANOGrav говорит: «Если сигнал, который мы сейчас наблюдаем, является первым намеком на гравитационно-волновой фон, то исходя из наших симуляций, возможно, в ближайшем будущем мы будем иметь более точные измерения пространственных корреляций, необходимых для окончательного определения происхождение общего сигнала».

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

• гравитационная волна