Організація NANOGrav займається пошуком низькочастотних гравітаційних хвиль. Для виявлення таких хвиль вчені спостерігають за мережею пульсарів, які розташовані поблизу нашої галактики. Пульсари мають точну періодичність в обертанні, і, отже, радіоспалахи від них надходять у вигляді періодичних сигналів, приблизно раз на мілісекунду.
Якщо гравітаційна хвиля перетинає шлях радіоспалаху пульсара, то це змінює ритм світіння. Це дає можливість вченим виявляти гравітаційні хвилі на основі випромінювання від пульсарів.
Нещодавно NANOGrav опублікувала дані, зібрані за останні 12,5 років, які охоплюють спостереження за 47 мілісекундними пульсарами, проведені за допомогою обсерваторії Аресібо і радіотелескопа Грін-Бенк. Аналіз цих даних дав змогу вченим виявити флуктуації в ритмі світіння 45 пульсарів. Ці відхилення можуть бути викликані низькочастотним гравітаційно-хвильовим фоном.
Сигнал, який було виявлено, відрізняється від тих, які зазвичай пов'язують із великомасштабними явищами у Всесвіті, такими як злиття чорних дір або нейтронних зірок. Замість різкого стрибка спостерігається безперервний шум.
Вчені з команди NANOGrav зазначають, що інтерпретація цього сигналу як гравітаційних хвиль потребує додаткових підтверджень. Вони кажуть, що для цього необхідно виявити сильні кореляції в коливаннях світності близько розташованих пульсарів. Отримання цих даних може зайняти ще близько шести місяців.
Наразі вчені висловлюють безліч припущень щодо того, що може бути джерелом рівномірного гравітаційно-хвильового шуму. Серед можливих версій - космічні струни і первинні чорні діри.
За припущенням Габріеля Францоліні, Антоніо Ріотто і Валеріо де Лука, які працюють в Університеті Женеви і Національному інституті ядерної фізики в Італії, саме первинні чорні діри можуть бути джерелом виявлених гравітаційних хвиль. Вони стверджують, що маса первинних чорних дір може коливатися від маси астероїда до однієї сонячної маси.
Висновки узгоджуються з виявленим сигналом, який вказує на чорні діри масою, меншою за сонячну. Вчені припустили, що вся темна матерія у Всесвіті може міститися в легких первинних чорних дірах, більшість з яких має масу порядку від 10^-15 до 10^-11 сонячних мас.
Якщо гравітаційно-хвильову природу сигналу буде підтверджено, то команда NANOGrav зможе скласти більш точне уявлення про форму спектра протягом наступних п'яти років і зробити висновки про джерело хвиль.
За матеріалами Physical Review Letters
