|
Волны для картографирования сливающихся черных дыр
|
|
|
|
Международная коллаборация астрофизиков, в которую входят исследователи из Йельского университета, создала и протестировала систему обнаружения, которая использует гравитационные волны для определения местоположения сливающихся черных дыр — известных как двойные сверхмассивные черные дыры — по всей Вселенной. По словам исследователей, такая карта обеспечила бы жизненно важный новый способ изучения и понимания астрономии и физики, точно так же, как рентгеновские лучи и радиоволны использовались в более ранние эпохи. Новый протокол, продемонстрированный Североамериканской наногерцовой обсерваторией гравитационных волн (NANOGrav), предлагает протокол обнаружения для заполнения карты.
|
|
|
|
"Наше открытие предоставляет научному сообществу первые конкретные ориентиры для разработки и тестирования протоколов обнаружения отдельных источников непрерывных гравитационных волн", - сказала Кьяра Мингарелли (Chiara Mingarelli), доцент кафедры физики факультета искусств и наук Йельского университета (FAS), член NANOGrav и автор-корреспондент нового исследования, опубликованного в "Письма в астрофизический журнал".
|
|
|
|
По словам исследователей, даже небольшое количество подтвержденных двойных черных дыр позволит им составить карту гравитационно-волнового фона. В ближайшие месяцы NANOGrav продолжит поиск двойных дыр.
|
|
|
|
|
|
|
Предыдущая теоретическая работа, проведенная Мингарелли и его коллегами, показала, что вероятность слияния черных дыр в пять раз выше в галактиках с квазаром, ярко освещенным "маяком" в космосе, подпитываемым газами, попадающими в черную дыру. Основываясь на этом исследовании, новое исследование детализирует комплексную систему целенаправленного поиска по непрерывным гравитационным волнам от отдельных кандидатов на слияние черных дыр.
|
|
|
|
В 2023 году компания NANOGrav сообщила об открытии первого прямого свидетельства существования фоновых гравитационных волн. Это открытие позволило предположить, что гравитационные волны, вызванные медленно сливающимися парами сверхмассивных черных дыр, могут быть обнаружены с Земли в фоновом поле низкочастотной энергии.
|
|
|
|
NANOGrav сосредоточила свои методы обнаружения на пульсарах, которые представляют собой коллапсировавшие ядра массивных звезд, которые взорвались. Пульсары, которые быстро вращаются, излучают точно рассчитанные по времени радиосигналы.
|
|
|
|
Затем международные сотрудники перешли к поиску отдельных волн.
|
|
|
|
Для нового исследования исследовательская группа под руководством Мингарелли протестировала новую методологию, которая сочетает измерения фона гравитационных волн с переменными измерениями квазаров. Она и ее коллеги провели целенаправленный поиск двойных сверхмассивных черных дыр в 114 активных ядрах галактик — областях в центре галактик, где черная дыра втягивает вещество.
|
|
|
|
Именно так они нашли SDSS J1536+0411 (он же "Рохан") и SDSS J0729+4008 (он же "Гондор"), названные, в частности, в честь мест из романов Дж.Р.Р. Толкина "Властелин колец".
|
|
|
|
"Названия происходят как от людей, так и от поп-культуры", - сказал Мингарелли. "Рохан был первым для Рохана Шивакумара, студента Йельского университета, который первым проанализировал это, а Гондор был следующим, потому что, ну, в общем, маяки были зажжены!"
|
|
|
|
Во "Властелине колец" герои объединили свои силы после того, как в Гондоре и Рохане зажглись маяки.
|
|
|
|
Мингарелли сказал, что это открытие открывает интригующие возможности для целого ряда астрофизических исследований — от теории гравитационных волн и анализа данных до слияний галактик и астрофизики черных дыр.
|
|
|
|
"Наша работа заложила основу для системного бинарного обнаружения сверхмассивных черных дыр", - сказала она. "Мы провели систематический целенаправленный поиск, разработали строгий протокол, и две цели оказались на первом месте в качестве примеров, мотивирующих последующие действия".
|
|
|
|
Источник
|
