Ученые нашли центр тяжести Солнечной системы

Американские астрофизики определили точное местоположение центра тяжести Солнечной системы, к которому привязаны все измерения гравитационных волн, по которым ученые фиксируют наличие черных дыр. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

Гравитационные волны — это пульсации пространства-времени, предсказанные общей теорией относительности Эйнштейна. Когда черные дыры вращаются парами, они излучают гравитационные волны, которые деформируют пространство-время, растягивая и сжимая его. Впервые гравитационные волны были обнаружены с помощью лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO в 2015 году.

Американские астрономы из проекта NANOGrav ищут гравитационные волны посредством наблюдения регулярных вспышек радиоволн от миллисекундных пульсаров — быстро вращающихся нейтронных звезд. Данные за 15 лет наблюдений показали, что пульсары чрезвычайно стабильны по частоте поступления импульсов, и могут рассматриваться не только как межзвездные маяки, но и в качестве галактических часов. Любые временные отклонения в импульсах пульсаров, по мнению ученых, сигнализируют о влиянии гравитационных волн, искривляющих нашу Галактику.

Однако ученые обнаружили, что существующие гравитационные модели Солнечной системы не подходят для анализа данных NANOGrav, так как регулярно дают противоречивые результаты.

"Казалось бы, чем больше данных, тем точнее должен быть результат. Но мы все время получали большие систематические различия в наших расчетах", — приводятся в пресс-релизе Университета Вандербильта слова ведущего автора статьи Мишеля Валлиснери (Michele Vallisneri), астронома из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL).

"Суть в том, что ошибки в массах и орбитах преобразуются в артефакты синхронизации пульсаров, которые вполне могут выглядеть как гравитационные волны", — объясняет астроном JPL и соавтор исследования Джо Саймон (Joe Simon).

Тогда исследователи решили самостоятельно рассчитать местоположение барицентра — центра тяжести Солнечной системы, места, где уравновешиваются массы самого Солнца, всех планет, лун и астероидов.
Оказалось, что он находится не в центре Солнца, как можно было бы предположить, а ближе к поверхности звезды. Это связано с большой массой Юпитера и недостаточным учетом в моделях его орбиты. Проект NANOGrav собирает данные в течение 15 лет, а

Юпитер совершает полный оборот вокруг Солнца за 12 лет.

Внеся корректировки в модель, исследователи получили центр гравитации Солнечной системы с точностью до 100 метров. По словам авторов, это сопоставимо с толщиной человеческого волоса на футбольном поле.

Ученые надеются, что теперь они намного точнее смогут фиксировать гравитационные волны от пульсаров и откроют множество новых черных дыр, а также составят более правильное представление о форме нашей Галактики.

"Теперь мы локализованы в космосе для наблюдения пульсаров, рассеянных по всей Галактике, гораздо лучше, чем раньше, — говорит руководитель исследования Стивен Тейлор (Stephen Taylor), доцент кафедры физики и астрономии Университета Вандербильта и бывший астроном JPL. — Используя пульсары, мы похожи на паука, сидящего в тишине в центре паутины и

улавливающего малейшие ее движения. Зная, где находится барицентр Солнечной системы мы сможем почувствовать даже малейшее "покалывание" в сети".

Проект NANOGrav продолжается, и ученые уверены, что в новых данных скоро однозначно обнаружатся неизвестные массивные черные дыры.