Новости науки
Во Вселенной впервые обнаружен гравитационно-волновой фон
Ученые из Североамериканской наногерцовой обсерватории гравитационных волн NANOGrav, наблюдая за периодичностью пульсаров, выявили гигантские волны пространствавремени, которые составляют фон гравитационных волн. Они несут примерно в миллион раз больше энергии, чем волны, выявленные LIGO и Virgo, и являются ультранизкочастотными, так как на подъем и спад одной волны могут уйти годы или даже десятилетия. Поскольку гравитационные волны распространяются со скоростью света, длина одной волны может составлять десятки световых лет.
Когда между наблюдателем и пульсарами проходит гравитационная волна, их периодичность изменяется из-за искривления пространства-времени и сдвига в расстоянии, которое минуют радиоволны. Чтобы выявить прохождение гигантской гравитационной волны, исследователи в течение 15 лет измеряли точное время прибытия импульсов от 67 миллисекундных пульсаров в Млечном Пути с помощью обсерватории Аресибо, а также телескопов Green Bank и Very Large Telescope.
Были обнаружены намеки на дополнительный сигнал, общий для поведения всех пульсаров в выборке. Наиболее вероятными источниками гигантских гравитационных волн, искажающих частоты, являются пары сверхмассивных черных дыр, которые сближаются друг с другом, вращаясь по спирали, прежде чем столкнуться.
Результаты исследования объясняют так называемую проблему последнего парсека. Предполагается, что сближению сверхмассивных черных дыр способствуют окружающие звезды и газ, которые «крадут» энергию вращения. Это происходит до тех пор, пока расстояние между черными дырами не становится равным примерно одному парсеку или трем световым годам. В этом сценарии слияние является редким явлением, которое не способно создать гравитационноволновой фон. Однако близкие черные дыры создают рябь пространствавремени, быстро теряя энергию вращения, что способствует их слиянию всего через несколько миллионов лет.