Когда две черные дыры столкнулись в 1,8 миллиарда световых лет от земли, их насильственный союз отправил ударные волны через пространство и время. 14 августа три точно настроенные машины ощутили космические осадки, пульсацию, известную как гравитационная волна.
Событие, произошедшее в августе, отмечалось только в четвертый раз, когда астрономы наблюдали столкновения черных дыр.
Международная команда ученых из Турина, Италия, объявила об открытии столкновения в начале второй половины дня.
Наука об охоте на гравитационные волны стареет на бумаге и молода на практике. Альберт Эйнштейн, благодаря своей Общей Теории Относительности, предсказал в 1916 году, что волны должны существовать. Данное утверждение оставалось прогнозом в течение 98 лет, пока научное сотрудничество LIGO не выявило первую гравитационную волну в сентябре 2015 года.
Два детектора, которые составляют LIGO, расположенные в штате Вашингтон и Луизиане, недавно сотрудничали с третьим: детектором Девы около Пизы, Италия. Детекторы слышат волны как частоту, иногда называемую космическим чирпом. Августовский чирп был первым сигналом, обнаруженным всеми тремя обсерваториями; Дева была в сети всего две недели, когда обнаружила гравитационную волну. Теперь, когда используется трехдиапазонная сеть Земли для обнаружения гравитационных волн, астрономы надеются увеличить масштаб источника.
Габриэла Гонсалес, профессор физики и астрономии в Университете штата Луизиана и бывшая пресс-секретарь команды LIGO, заявила, что это событие является важным происшествием, являющимся основой для сотрудничества.
Детектор Девы – почти двумиллионный, V-образный инструмент, выкопанный в итальянской сельской местности – менее чувствителен, чем два американских детектора, впервые обнаружившие гравитационные волны два года назад. Но его включение в сотрудничество позволяет ученым с большей точностью триангулировать происхождение этих пространственно-временных волн.
«Мы идем от сотен квадратных градусов, почти тысячи, до 30 квадратных градусов», – сказал Гонсалес. («Квадратные градусы» – это единицы, с помощью которых астрономы измеряют небесную сферу ночного неба, полная луна занимает около 0,2 квадратных градусов, большое созвездие Гидра покрывает 1 303.)
Астрономы сказали, что они смогли проследить гравитационную волну, GW170814, располагавшуюся до области неба в 60 квадратных градусах. Это пространство было бы определено неверно (в 10 раз меньше), чем если бы итальянский инструмент не был активен и не зафиксировал волны.
Точность становится все более важной, так как детекторы гравитационных волн начинают обнаруживать сигналы от событий, связанных с объектами, отличными от черных дыр. В то время как черные дыры не излучают радиацию и невозможно наблюдать непосредственно, другие потенциальные источники гравитационных волн – сталкивающиеся нейтронные звезды, сверхновые, двойные звездные слияния – видны через обычные телескопы.
Зная, откуда взялась гравитационная волна, Гонсалес сказала, что это поможет ученым LIGO соотнести их обнаружение с оптическими аналогами – объявить новую эру астрономии, в которой небесные события не только «слышат», но и «видят».
«Это доказывает, что мы готовы создать такую астрономию», – сказала Гонсалес.
Фактически, с середины августа распространились слухи о том, что 17 августа детекторы ощущали гравитационные волны от сталкивающихся нейтронных звезд. Если это так, то это событие также можно было бы увидеть на электромагнитном спектре телескопами, такими как Хаббл и Чандра Рентгеновская обсерватория. В середине августа эти телескопы были внезапно нацелены на происхождение гамма-всплеска, который, как предполагают, исходил из воздействия двух нейтронных звезд.
Гонсалес сказала, что команда LIGO по-прежнему пытается подтвердить несколько потенциальных обнаружений от последнего наблюдательного исследования, которое началось в январе и закончилось 25 августа. Она не сказала, был ли среди них сигнал 17 августа. Но объяснила, что соотнесение результатов наблюдений за гравитационной волной и оптическими аналогами могут занять больше времени, чтобы подтвердить, что они являются одним явлением.