Результати всебічного пошуку фону наднизькочастотних гравітаційних хвиль були оголошені міжнародною групою астрономів. Цей гравітаційний ряб, що є наслідком загальної теорії відносності Ейнштейна, пронизує весь простір-час і може виникати в результаті злиття наймасивніших чорних дір у Всесвіті або в результаті подій, що сталися незабаром після утворення Всесвіту в результаті Великого вибуху. Вчені шукали остаточні докази цих сигналів протягом декількох десятиліть.
International Pulsar Timing Array (IPTA), приєднавшись до роботи кількох астрофізичних колаборацій з усього світу, нещодавно завершила пошук гравітаційних хвиль у своєму останньому офіційному випуску даних, відомому як Data Release 2 (DR2).
Цей набір даних складається з точних часових даних від 65-мілісекундних пульсарів - зоряних залишків, які обертаються сотні разів на секунду, охоплюючи вузькі промені радіохвиль, які проявляються як імпульси через обертання - отримані шляхом об'єднання незалежних наборів даних з трьох основних джерел IPTA: Європейська решітка часу пульсарів (EPTA), Північноамериканська наногерцева обсерваторія гравітаційних хвиль (NANOGrav) і решітка пульсарів Паркса в Австралії (PPTA).
Ці об'єднані дані показують переконливі докази наднизькочастотного сигналу, виявленого в об'єднаних даних. Характеристики сигналу в цілому узгоджуються з тими, які очікуються від гравітаційно-хвильового фону.
Фон гравітаційних хвиль формується безліччю різних сигналів гравітаційних хвиль, що випромінюються космічним населенням надмасивних подвійних чорних дір (тобто двох надмасивних чорних дір, що обертаються навколо один одного і в кінцевому підсумку зливаються) - подібно фонового шуму від безлічі голосів, що перекриваються в переповненому залі.
Отримані результати ще більше посилює поступову появу подібних сигналів, які були виявлені в окремих наборах даних беруть участь колаборацій з хронометрування пульсарів за останні кілька років.
Щоб ідентифікувати фон гравітаційних хвиль як джерело цього наднизькочастотного сигналу, IPTA також має виявити просторові кореляції між пульсарами. Це означає, що кожна пара пульсарів повинна особливим чином реагувати на гравітаційні хвилі залежно від їх поділу на небі.
Ці характерні кореляції між парами пульсарів є хорошою ознакою для виявлення фону гравітаційних хвиль. Без них важко довести, що за сигнал не відповідає якийсь інший процес.
Послідовні сигнали, подібні тому, який був отриманий за допомогою аналізу IPTA, також були опубліковані в окремих наборах даних, більш пізніх, ніж ті, які використовувалися в IPTA DR2, від кожної з трьох колаборацій-засновників. Аналіз IPTA DR2 демонструє силу міжнародної комбінації, що дає переконливі докази наявності фону гравітаційних хвиль порівняно з неповними або відсутніми свідоцтвами зі складових наборів даних.
Крім того, нові дані з телескопа MeerKAT і з індійського масиву синхронізації пульсарів (InPTA), новітнього члена IPTA, ще більше розширять майбутні набори даних.
"Першим натяком на фон гравітаційних хвиль був би сигнал, подібний до того, який спостерігається в IPTA DR2. Потім, з великою кількістю даних, сигнал стане більш знаковим "- кажуть вчені.
Враховуючи останні опубліковані результати від окремих груп, які тепер всі можуть ясно відновити загальний сигнал, IPTA з оптимізмом дивиться на те, що може бути досягнуто, коли вони будуть об'єднані у випуску даних IPTA 3.
Робота над цим новим випуском даних вже триває, і як мінімум включатимуть оновлені набори даних з чотирьох складових PTA IPTA. Очікується, що аналіз набору даних DR3 буде завершено протягом наступних декількох років.
«Якщо сигнал, який ми зараз спостерігаємо, є першим натяком на фон гравітаційних хвиль, то, ґрунтуючись на наших симуляціях, можливо, у нас будуть більш точні вимірювання просторових кореляцій, необхідні для того, щоб остаточного визначити походження загального сигналу в найближчому майбутньому».
Дослідження було опубліковано в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.