Опубликованы первые итоги поиска гравитационных волн нового типа

На сайте американской гравитационно-волновой обсерватории LIGO опубликована серия статей, в которых подводятся первые итоги поисков в космосе непрерывных гравитационных волн, порождаемых вращающимися нейтронными звездами. Пока ученым не удалось зафиксировать сигналы, однозначно подтверждающие наличие таких волн, но, по мнению авторов, это связано с недостаточной чувствительностью детекторов.

В 2016 году астрофизики впервые обнаружили сигнал гравитационных волн от слияния двух черных дыр. После этого ученые зафиксировали еще целый ряд крупных гравитационных событий, возникающих при взрывных столкновениях черных дыр и нейтронных звезд. Однако ученые надеются со временем начать регистрировать и более слабые гравитационные волны, например, поступающие от одиночных, быстро вращающихся нейтронной звезды.

По оценкам ученых, в нашей Галактике миллиарды нейтронных звезд — сверхплотных объектов, массы которых сопоставимы с массой Солнца, но диаметр составляет 10-20 километров. Нейтронные звезды вращаются со скоростью сотни оборотов в секунду, и любое отклонение их формы от идеальной сферы, по мнению ученых, должно порождать характерное "гудение" — непрерывную гравитационную волну.

Пока такие слабые гравитационные сигналы неуловимы, но ученые из проектов международного сотрудничества LIGO и Virgo разрабатывают технологии, которые позволят повысить чувствительность детекторов и в конце концов обнаружить непрерывные гравитационные волны.

"Как только мы услышим непрерывную гравитационную волну, мы сможем заглянуть глубоко в сердце нейтронной звезды и разгадать ее тайны, что является захватывающей перспективой", — приводятся в пресс-релизе Центра передового опыта по открытию гравитационных волн (OzGrav) Австралийского исследовательского совета (ARC) слова одного из участников исследования аспиранта Карла Ветте (Karl Wette) из Австралийского национального университета.

Ученые отобрали для первого сеанса исследований пятнадцать молодых нейтронных звезд.

"Мы использовали для наблюдений три разных канала, — рассказывает еще один автор публикаций, аспирантка Люси Стрэнг (Lucy Strang) из Мельбурнского университета. — Один оптимизирован по чувствительности, другой максимально быстро обрабатывает сигнал, а третий ориентирован на один, наиболее вероятный астрофизический сценарий. Это первое исследование, охватывающее все три пути регистрации, что увеличивает шансы на обнаружение непрерывных волн".

Те же свойства, которые делают непрерывные гравитационные волны неуловимыми, придают им особую ценность с точки зрения получения информации об источнике, так как параметры непрерывного сигнала, такие как частота и интенсивность, а также скорость их изменения, зависит от состава нейтронной звезды.

"Пока структура нейтронных звезд — открытый вопрос для ученых, — продолжает Стрэнг. — Но когда мы обнаружим непрерывные волны, это позволит пролить свет на эту неизвестную часть физики".

Одна из публикаций отражает результаты совместных наблюдений ученых из американской гравитационно-волновой обсерватории LIGO, европейской Virgo и их японских коллег из проекта KAGRA за пульсарами — нейтронными звездами, которые действуют как космические маяки, излучающие обильную энергию в виде радиоволн, и тоже могут быть источниками непрерывных гравитационных волн.