Астрономический ажиотаж вокруг гравитационных волн

Обсерватория по поиску гравитационных волн может быть запущена с опережением графика, что позволит ученым обнаружить гравитационные волны гораздо точнее.

Примечание: применяемый в материале термин «рябь» имеет метафорическое объяснение и служит примером для общего понимания процессов. Ничего общего с водной рябью он не имеет.

Материал публикуется в рамках сотрудничества с сайтом v-kosmose.com

Столкновение двух черных дыр – это самое мощное событие из когда-либо обнаруженных лазерным интерферометром гравитационно-волновой обсерватории (LIGO). На изображении оно было воссоздано при помощи компьютерного моделирования.

Прототип детектора гравитационной волны прошел проверку гораздо лучше, чем ожидалось. Пробный запуск даёт больше шансов на то, что следующая обсерватория прослушивания эхо-сигналов крупнейших космических событий начнет работу раньше планированного срока.

Зонд LISA Pathfinder, отправленный на орбиту менее года назад, предназначается для проверки того, можно ли удерживать два маленьких куба в чрезвычайно устойчивом и измеримом состоянии свободного падения. В случае успеха можно использовать эту технику для обнаружения «рябей» в пространстве. Гравитационные волны (та самая «рябь») создаются массивными объектами, вроде черных дыр и нейтронных звезд, деформирующих ткань пространства-времени во время своего движения. Первое обнаружение совершили в прошлом году с наземной лазерной интерферометрической гравитационно-волновой обсерваторией или LIGO.

Размещение системы в космосе позволит астрономам найти «рябь», с периодом колебания порядка часа, а не доли секунды (например, как было при обнаружении двойными обсерваториями LIGO). В случае LIGO, волны были вызваны двумя черными дырами (каждая примерно в 30 раз массивнее Солнца), столкнувшимися в один объект на расстоянии более 1.3 миллиарда световых лет от Земли. Для сравнения, космическая обсерватория LISA могла бы обнаружить подобные объекты, столкнувшиеся на заре возникновения Вселенной.

«Это новый шаг в астрономии», – говорит астрофизик Стефано Витале из университета Тренто в Италии.

Чтобы LISA функционировала, необходимо поддерживать космические поплавки на высоте, где на них будет действовать от одной миллионной до одной миллиардной силы земной тяжести. При демонстрации миссии команда хотела получить результат в пределах 10% от заявленного необходимого числа. Чтобы сэкономить деньги, LISA поместила оба куба в одном космическом аппарате, что добавило к силе земного притяжения ещё и взаимодействие между кубом и аппаратом. Лазер помогает измерять изменения в расстоянии между кубами.

В будущем LISA собирается использовать три спутника, сформированных в треугольник и парящих на расстоянии миллиона километров друг от друга, чтобы при помощи лазера отслеживать гравитационные волны.

«Все получилось даже лучше, чем в требованиях», – сообщил Витале – «Это зеленый свет для запуска».

Первоначально процесс планировали запустить в 2031 году, но сейчас срок приблизили на два года.

К тому времени у LISA должно появиться множество земных аналогов. Два детектора LIGO находятся в процессе обновления и будут объединены в этом году с третьим детектором Virgo в Италии. Таким образом, ученые смогут совершать тригонометрическую съемку прямо на Земле. Например, если бы Virgo функционировала, когда LIGO совершила первое обнаружение гравитационных волн, то ученые смогли бы определить расположение черных дыр в пределах 10 квадратных радиусов вместо 600.

В 2020 году Япония планирует запустить Kamioka Gravitational Wave Detector (KAGRA), расположенный в 200 метрах под землей в Камиока к северо-западу от Токио. Четвертый детектор включат в Индии в 2024 году.

v-kosmose.com