|
Хор гравитационных волн из ядра Млечного Пути
|
|
|
|
В центре нашей галактики находится сверхмассивная черная дыра, и она не единственная. Также, вероятно, существует целый лес двойных черных дыр, нейтронных звезд и белых карликов. Все они испускают гравитационные волны, постепенно сближаясь по спирали. На данный момент эти гравитационные волны слишком слабы, чтобы мы могли их обнаружить, но в будущем обсерватории смогут их наблюдать. Это представляет собой интересную астрономическую проблему.
|
|
|
|
В настоящее время наши гравитационно-волновые обсерватории могут наблюдать только последние моменты слияния черных дыр или нейтронных звезд. Это явление известно как всплеск гравитационных волн непосредственно перед столкновением двух тел. Будущие обсерватории, такие как LISA, должны предоставить нам более широкий обзор. Мы должны быть в состоянии уловить гравитационные волны задолго до того, как они сольются.
|
|
|
|
Это особенно верно для асимметричных двойных систем. Если один элемент двойной системы намного больше другого или они находятся на очень эллиптической орбите, то будет легче обнаружить усиление и ослабление гравитационного сигнала. На это есть надежда, потому что чем дольше мы сможем наблюдать за вращающейся двойной звездой, тем лучше поймем гравитационную динамику.
|
|
|
|
|
|
|
Но есть еще один источник гравитационных волн, который может помешать нашим наблюдениям за двойными системами. Они возникают, когда нейтронная звезда или даже коричневый карлик вращаются вблизи сверхмассивной черной дыры в нашей галактике. Несколько десятков из них вращаются очень близко к черной дыре и при этом создают свои собственные гравитационные волны. Это также полезно для астрономов, поскольку гравитационные возмущения сверхмассивной черной дыры позволяют нам лучше понять ее динамику.
|
|
|
|
Мы хотели бы наблюдать за системами обоих типов, но, как показывает недавнее исследование, эти два типа сигналов накладываются друг на друга. Вместо обнаружения новых четких сигналов LISA и другие будущие обсерватории могут обнаружить какофонию гравитационного шума.
|
|
|
|
В исследовании, опубликованном на сервере препринтов arXiv, авторы показывают, как "лес" гравитационных источников может заглушать сигналы двойных черных дыр, если их масса составляет менее 10 000 масс Солнца или более. Но они также демонстрируют, как этот фоновый лес имеет статистический профиль. При улучшении моделирования мы могли бы отфильтровать гравитационный фон от интересных сигналов.
|
|
|
|
Другая возможность заключается в использовании машинного обучения для выделения уникальных сигналов из шума. В случае таких источников, как излучение коричневых карликов, вероятно, будут радиовспышки, поскольку приливные силы сверхмассивной черной дыры воздействуют на коричневого карлика. Таким образом, наблюдения света и гравитации с помощью нескольких мессенджеров могли бы дополнительно различать фоновые сигналы.
|
|
|
|
До создания высокоточных гравитационных обсерваторий, таких как LISA, еще несколько десятилетий, но, как показывает это исследование, пределы возможностей наблюдения - не единственная проблема, с которой мы сталкиваемся. Нам придется творчески отфильтровать эти данные. Над второй проблемой мы можем поработать уже сейчас.
|
|
|
|
Источник
|
