Ученые открыли сверхнизкочастотные гравитационные волны. Это позволит изучить образование галактик и слияние сверхмассивных черных дыр 

Консорциум EPTA (European Pulsar Timing Array), объединяющий астрономов из европейских стран, объявил об открытии новой разновидности гравитационных волн: это сверхнизкочастотные гравитационные волны, которые, как предполагается, излучаются системами сверхмассивных двойных черных дыр массой от миллионов до миллиардов масс Солнца, расположенных в центрах рождающихся галактик. Такие гравитационные волны могут иметь частоты порядка наногерц и недоступны для наблюдения существующими детекторами гравитационных волн.

Европейские астрономы сделали открытие в сотрудничестве с коллегами из Японии и Индии, изучая данные наблюдения пульсаров на шести самых чувствительных радиотелескопах мира в Великобритании, Германии, Нидерландах, Италии и Франции в течение 25 лет.

Гравитационные волны — это «рябь» на «ткани» пространства-времени. Наша вселенная плоская, но массивные объекты искривляют пространство-время вокруг себя. Если же они совершают периодическое движение, то гравитационное искривление пространства-времени принимает характер волны. Такие распространяющиеся в пространстве отклонения от плоского пространства-времени и называют гравитационными волнами; они распространяются со скоростью света.

Когда приходит гравитационная волна, она заставляет все предметы немного увеличивать или уменьшать длину. При этом увеличение или уменьшение длины происходит в направлениях, перпендикулярных направлению прихода волны. Наблюдение гравитационных волн осуществляется на установках, которые за счет применения интерферометрических методов позволяют очень точно и быстро измерять изменение длины детектора. Таким образом в 2015 году были экспериментально открыты гравитационные волны, которые были порождены слиянием черных дыр; частота зарегистрированных волн составляла от десятков до сотен герц.

Выявлять гравитационные волны можно путем наблюдения за пульсарами. Это нейтронные звезды с магнитным полем, которые вращаются с очень большой угловой скоростью (до 700 оборотов в секунду) и испускают радиоизлучение со своих магнитных полюсов. За счет этого они играют роль космических «маяков»: они видны земному наблюдателю как очень регулярные периодические всплески радиоизлучения. Их период колебаний сохраняется с очень большой точностью, поэтому они могут играть роль космических «часов». Период их «тиканья» может изменяться за счет прихода низкочастотных гравитационных волн.

В своей работе астрономы из EPTA использовали 25 пульсаров в нашей Галактике в качестве эталонов времени. Это позволило «собрать» из пульсаров «детектор» гравитационных волн размером с Галактику.

Наблюдение гравитационных волн от сверхмассивных двойных черных дыр станет «окном» для ученых в раннюю Вселенную и сможет помочь понять такие явления, как слияние галактик.