Фото предоставлено: Карл Нокс, OzGrav, Технологический университет Суинберна и Южноафриканская радиоастрономическая обсерватория (SARAO)
Международное исследование, проведенное астрономами из Технологического университета Суинберна, позволило создать самые подробные карты гравитационных волн во Вселенной.
В ходе исследования также был создан самый большой детектор гравитационных волн галактического масштаба и найдены дополнительные доказательства «фона» гравитационных волн: невидимых, но невероятно быстрых волн в космосе, которые могут помочь раскрыть некоторые из величайших загадок Вселенной.
Эти три исследования предлагают новое понимание крупнейших черных дыр во Вселенной, того, как они сформировали Вселенную и какую космическую архитектуру они оставили после себя.
Ведущий автор двух статей и исследователь в OzGrav и Swinburne, доктор. Мэтт Майлз говорит, что исследование открывает новые способы понять вселенную, в которой мы живем.
«Изучая предысторию, мы можем настроиться на отголоски космических событий на протяжении миллиардов лет», — объяснил доктор. Майлз. «Это показывает, как галактики и сама Вселенная развивались с течением времени».
Беспрецедентный гравитационно-волновой сигнал
Исследование выявило дополнительные доказательства сигналов гравитационных волн, исходящих от слияния сверхмассивных черных дыр, улавливая сигнал, более сильный, чем аналогичные глобальные эксперименты, всего за треть времени.
«То, что мы видим, предполагает гораздо более динамичную и активную Вселенную, чем мы ожидали», — сказал доктор. Майлз. «Мы знаем, что там сливаются сверхмассивные черные дыры, но теперь мы задаемся вопросом: где они и сколько их там?»
Подробные карты гравитационных волн с неожиданными горячими точками
Используя систему синхронизации пульсаров, исследователи создали очень подробную карту гравитационных волн, улучшив существующие методы. Эта карта выявила интригующую аномалию — неожиданную горячую точку в сигнале, которая предполагает возможное отклонение направления.
Ровина Натан, ведущий автор одного из исследований и исследователь из Университета ОзГрав и Монаша, говорит, что карта предлагает беспрецедентное понимание структуры нашей Вселенной.
«Наличие горячей точки может указывать на явный источник гравитационных волн, такой как пара черных дыр, масса которых в миллиарды раз превышает массу нашего Солнца», — сказала она.
«Наблюдение за расположением и характером гравитационных волн показывает нам, как наша Вселенная существует сегодня, и содержит сигналы времен Большого взрыва. Предстоит еще много работы, чтобы определить значение обнаруженной нами горячей точки, но это захватывающий шаг вперед для нашей области».
Используя радиотелескоп MeerKAT в Южной Африке, один из самых чувствительных и современных инструментов в мире, исследователи создали систему MeerKAT Pulsar Timing Array, которая позволяет им наблюдать пульсары и измерять их время с точностью до наносекунды.
Пульсары – быстро вращающиеся нейтронные звезды – служат естественными часами, а их устойчивые импульсы позволяют ученым обнаруживать крошечные изменения, вызванные прохождением гравитационных волн. Этот детектор галактического масштаба дал возможность составить карту гравитационных волн в небе, выявив закономерности и вариации, которые бросают вызов предыдущим предположениям.
Откройте для себя новейшие достижения науки, технологий и космоса благодаря более чем 100 000 подписчиков, которые ежедневно получают информацию от Phys.org. Подпишитесь на нашу бесплатную рассылку и получайте ежедневные или еженедельные новости о прорывах, инновациях и важных результатах исследований.
Натан говорит, что часто предполагается, что фон гравитационных волн равномерно распределен по небу.
«Однако детектор гравитационных волн галактического размера, образованный временной решеткой пульсаров MeerKAT, позволил нам отобразить структуру этого сигнала с беспрецедентной точностью, что потенциально дает представление о его источнике».
Эти измерения поднимают новые захватывающие вопросы об образовании массивных черных дыр и ранней истории Вселенной. Дальнейшие наблюдения с помощью массива MeerKAT уточнят эти карты гравитационных волн и потенциально откроют новые, ранее скрытые космические явления.
Исследование также имеет далеко идущие последствия, предоставляя данные, которые могут помочь ученым лучше понять происхождение и эволюцию сверхмассивных черных дыр, формирование галактических структур и, возможно, даже самые ранние события в истории Вселенной.
Катрин Грунталь, научный сотрудник Института радиоастрономии Макса Планка и соавтор одного из исследований, говорит, что в будущем они хотят понять происхождение сигнала гравитационной волны, возникающего из наборов данных.
«Ища изменения в сигнале гравитационных волн в небе, мы ищем отпечатки астрофизических процессов, которые формируют нашу Вселенную».
Информация от: Технологическим университетом Суинберна.
