Ловците на гравитационни вълни се готвят за нови открития

На 11 февруари 2016 година международното научно общество LIGO обяви за първата регистрация на вълните на пространство-времето, или гравитационните вълни, чието съществуване е предсказано още преди 100 години от Алберт Айнщайн.

Самото събитие се случи още на 14 септември 2015 година. Именно тогава наземните детектори откриха гравитационните вълни, възникващи в процеса на сливане на две черни дупки с маса повече от 3 слънчеви всяка и разположени на разстояние около 1,3 милиарда светлинни години от Земята.

Не по-малко важно събитие, което обаче малко помръкна в лъчите на славата на гравитационните вълни, стана кратката гама-експлозия, уловена от уреда Gamma-ray Burst Monitor (или GBM) на космическия телескоп „Ферми“ в същата част на небето само 0,4 секунди след като колебанията на пространство-времето са достигнали Земята.

Прието е да се смята, че повечето гама-експлозии протичат при взривове на свръхнови, тоест когато масивна звезда изцяло изразходва своето гориво и колапсира, образувайки неутронна или кваркова звезда, или черна дупка.

Това са така наречените дълги гама-експлозии, но съществуват и „къси“. Последните в голяма степен остават загадка за учените и именно такава гама-експлозия е регистрирал „Ферми“ на 14 септември 2015 година.

Главната интрига се състои в това, че тази експлозия е била напълно неочаквана за астрономите. Прието е да се смята, че сблъсъкът на черни дупки протича „чисто“, тоест без каквото и да било излъчване.

Вероятността гравитационните вълни и гама-експлозиите да не се явяват следствие на едно и също събитие и да представляват само случайно съвпадение се оценява на 0,2%.

Въз основа на този факт вече са изградени нови теории, например изказано е предположение, че сливането на черни дупки може да е протекло във вътрешността на много масивна звезда. И все пак истинските закономерности на това явление тепърва предстои да се определят.

„Това е едно откритие с много ниска вероятност да бъде фалшива тревога, но преди да започнем да пренаписваме учебниците, трябва да видим повече такива експлозии в съвкупност с гравитационни вълни от сливане на черни дупки“, разказва Валери Конотън (Valerie Connaughton), член на екипа на „Ферми“.

Става дума за това, че в полезрението на лазерно-интерферометричната гравитационно-вълнова обсерватория (LIGO) се намира прекалено голям участък от небето. Търсенето на единични къси гама-експлозии в тази „купа сено“ е безнадеждна работа. Но при съвместната работа с GBM областта на търсене може да се съкрати тройно.

Сега една част от екипа планира нови схеми за откриване на кратки гама-експлозии, други специалисти продължават да търсят пътища за усъвършенстване на оборудването LIGO.

• Ако можехме да видим гравитационните вълни
• LIGO уловил не гравитационни вълни, а тъмна материя
• Гравитационни вълни – реалност и илюзии

В момента обсерваторията LIGO не работи в пълна сила след мащабната модернизация от последните години. И един от главните проблеми е постигането на способност за измерване на разстояния до 10^-21 метра (което е около една десетохилядна от диаметъра на протона).

За тази цел ще се наложи да се измислят още по-сигурни начини за защита на детектора от регистрирането на странични вълни, създавани например от влакове, автомобили, както и вълни, разбиващи се в сушата, и вятър. Сега се провежда работа по модернизация на сеизмографа, който трябва да регистрира и компенсира подобни смущения.

Изглежда, пред очите ни се разкрива нова ера в астрономията и вероятно благодарение на гравитационните вълни учените ще могат да видят Вселената от нова гледна точка, за да разкрият нейните тайни и загадки.