Обнаружен метод поиска гравитационных волн, меняющих структуру пространства

Опубликовано
17 декабря 2024 года

pixabay.com

Международная группа ученых из университетов США, Швеции и Польши разработала метод обнаружения эффекта гравитационно-волновой памяти, связанного с коллапсом ядер сверхновых звезд (CCSN). Исследование, основанное на трехмерных моделях, было опубликовано в журнале Physical Review Letters.

Эффект гравитационно-волновой памяти предсказан общей теорией относительности Эйнштейна. Он заключается в том, что гравитационные волны, проходя через пространство, могут изменять расстояния между объектами, оставляя постоянное отклонение даже после завершения волнового процесса.

Ученые сосредоточились на сверхновых с коллапсирующим ядром массой до 25 солнечных, которые способны генерировать такие волны благодаря анизотропному движению вещества и асферическому излучению нейтрино. Для исследования применялась модель CHIMERA, которая позволяет детально описывать процесс коллапса ядра звезды и возникающее излучение энергии.

Сигналы гравитационных волн моделировались с учетом их медленного нарастания, характерного для эффекта памяти. Анализ показал, что сигналы имеют сложную форму, но сохраняют регулярность, что позволило ученым аппроксимировать их с помощью логистических функций, аналогичных тем, что используются при моделировании роста популяции. Длительность сигналов составила более одной секунды, что значительно превышает длительность сигналов от слияний черных дыр, зафиксированных ранее.

Метод согласованной фильтрации, примененный к моделям, позволил обнаружить сигналы сверхновых с массой 25 солнечных на расстоянии до 10 килопарсеков с высокой надежностью. Это открывает новые перспективы для регистрации таких сигналов с помощью современных гравитационно-волновых обсерваторий, несмотря на низкую амплитуду волн от CCSN.

Рубрики:
Наука, Новости и Общество Автор: Наталья Зайцева