Телескоп LIGO увидел вторую за четыре дня гравитационную волну

Гравитационным антеннам LIGO удалось зафиксировать вторую волну колебаний пространства-времени после апгрейда. Событие, получившее индекс S190412m, произошло в 08:30 по Москве 12 апреля. Регистрации сопутствующего электромагнитного сигнала не было, почти наверняка опять удалось наблюдать слияние двух черных дыр. Это уже вторая регистрация гравитационной волны за 12 дней наблюдений, прошедших в рамках нового сеанса после модернизации установки. Подробности содержатся в базе данных гравитационных волн.

Гравитационные волны, периодические возмущения пространства-времени, возникающие при неравномерном движении масс, были предсказаны Общей теорией относительности (ОТО) Эйнштейна и почти 100 лет оставались лишь гипотетическим феноменом. Первым надежным, но непрямым свидетельством их существования стало открытие двойного пульсара PSR B1913+16 в 1974 году. В этой системе две нейтронные звезды вращаются вокруг общего центра масс, причем одна из них наблюдается как пульсар — высокостабильный источник периодического радиоизлучения. Исследование вариаций во времени прихода сигнала от пульсара позволило определить орбитальные параметры обращения тел в системе и их изменение. Оно оказалось практически в идеальном согласии с предсказаниями ОТО об уносе энергии в виде гравитационных волн.

Следующей вехой в истории исследования гравитационных волн стала их прямая регистрация в 2015 году. Это было сделано при помощи лазерных интерферометрических антенн LIGO. В такой установке два лазерных луча движутся в перпендикулярных направлениях между зеркалами, а затем интерферируют между собой. При прохождении гравитационной волны оптические длины путей по разным направлениям периодически изменяются, что сказывается на интерференционной картине.

С 1 апреля 2019 года начался третий наблюдательный сеанс антенн LIGO. Предыдущие 19 месяцев установки были выключены и проходили модернизацию, по результатам которой их чувствительность заметно возросла. Сделанные учеными заранее оценки говорили, что в оптимистичном случае можно ожидать темпа регистраций на уровне одного события в неделю.

И этот прогноз оправдался: 12 апреля появилась информация об очередной регистрации, уже второй в новом сеансе, первая была зафиксирована 8 апреля. Оценочное расстояние до источника волн составляет 812 мегапарсек с ошибками порядка четверти. Так как на данный момент работающих детекторов гравитационных волн мало, то точность определения координат не велика — с 90-процентной вероятностью сигнал пришел из области площадью в 156 квадратных градусов, представленной двумя отдельными частями в созвездиях Девы и Волопаса.

Согласно предварительному анализу, с исчезающе малой вероятностью данное событие может являться шумом от земных процессов. Почти наверняка было зарегистрировано слияние двух черных дыр, а не черной дыры с нейтронной звездой или двух нейтронных звезд. Несколько обычных телескопов исследовали область локализации сигнала на предмет наличия сопутствующего электромагнитного излучения, но не смогли его найти. В частности, о нулевом результате отчитались орбитальный гамма-телескоп Fermi и система наземных телескопов-роботов МАСТЕР. Также не удалось зафиксировать нейтрино установками IceCube и ANTARES.

Подробнее про регистрацию гравитационных волн можно прочитать в материалах «На гребне метрического тензора», «Точилка для квантового карандаша»и «Тоньше протона».

Тимур Кешелава

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.