Пульсары помогают увидеть волны гравитации со стороны сверхмассивных черных дыр

В центрах галактик лежат сверхмассивные черные дыры (СМЧД), массы которых составляют от нескольких миллионов до нескольких миллиардов масс Солнца. Когда галактики сталкиваются между собой, их СМЧД постепенно соединяются. Объединению СМЧД предшествует «гравитационный танец» продолжительностью в миллионы лет. Когда расстояние становится достаточно малым, пара СМЧД начинает испускать в пространство-время волны особого типа, называемые гравитационными волнами.<br>Наблюдения гравитационных волн были впервые осуществлены в 2015 г., но ученые тогда провели эти наблюдения для черных дыр значительно меньшего размера, массы которых составляют лишь несколько десятков масс нашей звезды. Гравитационные волны со стороны СМЧД до сих пор остаются загадкой для астрофизиков. Их открытие может сыграть огромную роль при воссоздании процессов формирования и эволюции звезд, а также выяснении происхождения темной материи.<br>В новом исследовании, возглавляемом доктором Борисом Гончаровым и профессором Райаном Шенноном (Ryan Shannon) – оба исследователя из Центра гравитационной астрономии Совета по научным исследованиям Австралии (OzGrav) – был изучен именно этот вопрос. Используя новейшие наблюдательные данные, полученные при помощи австралийского эксперимента Parkes Pulsar Timing Array, ученые произвели поиск гравитационных волн со стороны СМЧД.<br>Этот эксперимент наблюдает радиопульсары – сверхплотные нейтронные звезды, испускающие импульсы радиоизлучения, которые прибывают на Землю с очень точной периодичностью, подобно сигналу маяка. Воздействие гравитационных волн, испускаемых парами СМЧД, на времена прибытия этих сигналов имеет прогнозируемый характер, поэтому Гончаров и Шеннон в своей работе постарались смоделировать это воздействие. В исследовании ученые показывают, что времена прибытия импульсов радиопульсаров, регистрируемых экспериментом Parkes Pulsar Timing Array, в целом соответствуют гипотезе воздействия гравитационных волн со стороны пар СМЧД, однако отмечают также, что наблюдаемые изменения времен прибытия могут быть альтернативно объяснены как характерный «пульсарный шум». Для разделения этих двух предполагаемых сигналов потребуются дополнительные исследования, отмечают авторы.<br>Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters.