Міжнародна група дослідників під керівництвом астрономів з Технологічного університету Свінберна уклала найдетальніші донині мапи гравітаційних хвиль у Всесвіті. Вона також створила найбільший в історії детектор гравітаційних хвиль галактичного масштабу та виявила додаткові докази існування «фону» гравітаційних хвиль — невидимих, але неймовірно швидких хвиль в космосі, які можуть допомогти розкрити деякі головні таємниці Всесвіту.

У трьох статтях науковців подають нове уявлення про найбільші чорні діри Всесвіту, про те, як вони сформували Всесвіт, і про космічну архітектуру, яку вони сформували.

Перший автор двох статей і дослідник OzGrav (ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery — Центр передового досвіду з відкриття гравітаційних хвиль Австралійської дослідницької ради) і Технологічного університету Свінберна, доктор Метт Майлз (Matt Miles), сказав, що дослідження відкриває нові шляхи для розуміння Всесвіту, в якому ми живемо.

«Вивчення фону дає нам змогу налаштуватися на відгомін космічних подій протягом мільярдів років», — пояснив доктор Майлз. «Це показує, як галактики та сам Всесвіт еволюціонували з часом».

Дослідження виявило додаткові докази сигналів гравітаційних хвиль, що походять від злиття надмасивних чорних дір, вловлюючи сигнал сильніше, ніж аналогічні окремі гравітаційні обсерваторії, і лише за одну третину часу.

«Те, що ми бачимо, вказує на суттєво динамічніший і активний Всесвіт, ніж ми очікували», — сказав доктор Майлз. «Ми знаємо, що надмасивні чорні діри зливаються, але тепер ми починаємо запитувати: де вони і скільки їх там?»

За допомогою масиву синхронізації пульсарів (pulsar timing array) та удосконаливши наявні методи, дослідники побудували дуже докладну мапу гравітаційних хвиль. Вона дала змогу виявити цікаву аномалію — несподівану гарячу точку в сигналі, яка свідчить про можливе зміщення спрямованості.

Перший автор третьої статті, дослідник OzGrav та Університету Монаша Ровіна Натан (Rowina Nathan) сказала, що мапа дає безпрецедентне уявлення про структуру нашого всесвіту.

«Наявність гарячої точки може свідчити про явне джерело гравітаційних хвиль, наприклад, пару чорних дір, маса яких у мільярди разів перевищує масу Сонця», — сказала вона.

«Дивлячись на структуру та форми гравітаційних хвиль, ми можемо зрозуміти, як наш всесвіт існує нині та містить сигнали ще з часів Великого Вибуху. Попереду ще багато роботи, щоб визначити значення гарячої точки, яку ми знайшли, але це захопливий крок вперед в нашій роботі».

Використавши радіотелескоп MeerKAT у Південній Африці, один із найчутливіших і найсучасніших інструментів у світі, дослідники побудували MeerKAT Pulsar Timing Array. За його допомогою вони спостерігають пульсари та вимірюють час приходу імпульсів випромінювання від цих об’єктів з точністю до наносекунд.

Пульсари — нейтронні зорі, що швидко обертаються — слугують природними годинниками, а їхні постійні імпульси дають змогу науковцям виявляти незначні зміни, спричинені проходженням гравітаційних хвиль. Цей детектор галактичного масштабу надав можливість нанести на мапу гравітаційні хвилі в небі, виявивши закономірності та варіації, які ставлять під сумнів попередні припущення.

За інф. з сайту https://phys.org