Международная группа астрофизиков, в которую входят исследователи из Йельского университета, разработала и протестировала систему обнаружения слияния черных дыр. Как отмечается в материале Джима Шелтона, новая методика использует гравитационные волны для составления карты расположения этих массивных космических объектов по всей Вселенной. Ученые полагают, что такая карта станет жизненно важным инструментом для понимания физики космоса, подобно тому, как в прошлые эпохи эту роль сыграли рентгеновские лучи и радиоволны.
Новый протокол, продемонстрированный Североамериканской наногерцовой обсерваторией гравитационных волн (NANOGrav), предлагает конкретные критерии для заполнения этой карты. По словам специалистов, даже небольшое количество подтвержденных двойных черных дыр позволит закрепить карту фона гравитационных волн. В ближайшие месяцы астрофизики продолжат идентификацию и определение местоположения таких объектов, опираясь на первые конкретные ориентиры для научного сообщества.
Предыдущие теоретические работы показали, что слияния черных дыр в 5 раз чаще встречаются в галактиках с квазарами. Это ярко освещенные космические маяки, питаемые газами, падающими в черную дыру. Опираясь на эти данные, новое исследование детализирует структуру целенаправленного поиска непрерывных гравитационных волн от отдельных кандидатов. Еще в 2023 году сообщалось о первых прямых доказательствах существования фона таких волн, вызванных медленным слиянием сверхмассивных объектов.
Методы обнаружения строятся вокруг пульсаров — сколлапсировавших ядер массивных звезд, которые быстро вращаются и испускают точные радиосигналы. Для нового исследования команда протестировала методологию, объединяющую измерения фона волн с переменными измерениями квазаров. Были проведены целенаправленные поиски двойных сверхмассивных черных дыр в 114 активных ядрах галактик, где материя активно поглощается гравитацией в центре звездных скоплений.
В результате кропотливой работы ученые обнаружили объекты, получившие названия «Рохан» и «Гондор» в честь локаций из романов Джона Толкина «Властелин колец». Имена связаны с популярной культурой и фразой «Маяки зажглись!», когда герои книги объединяли силы. Это открытие предлагает интригующие возможности для широкого спектра исследований: от теории гравитационных волн и анализа данных до изучения слияния галактик и астрофизики черных дыр.
Данная работа проложила дорожную карту для системного обнаружения сверхмассивных двойных черных дыр. Исследователи провели систематический целевой поиск и разработали строгий протокол, в результате чего 2 цели вышли на первое место в качестве примеров, мотивирующих дальнейшее наблюдение. Работа закладывает фундамент для понимания того, как именно происходят сложнейшие процессы во Вселенной, скрытые от простого глаза.
