Ако при првобитното откритие беа забележани бранови кои потекнуваат од судир и спојување на две црни дупки со големина на ѕвезда, најверојатниот извор на најновото откритие е комбинираниот сигнал од многу парови на многу поголеми црни дупки – со маса милиони или дури и милијарди пати поголема од масата на Сонцето, кои полека орбитираат една околу друга во срцата на далечните галаксии. Овие бранови се илјадници пати посилни и подолги од оние пронајдени во 2015 година, со бранови должини и до десетици светлосни години. Колку за споредба, бранувањата откриени во 2015 година, со помош на техниката наречена интерферометрија, се долги “едвај” десетици или стотици километри.

„Можеме да кажеме дека Земјата се тресе поради гравитациските бранови што минуваат низ нашата галаксија“, вели Скот Рансом, астрофизичар во американската Национална радиоастрономска опсерваторија во Шарлотсвил, Вирџинија, и постар член на NANOGrav, една од четирите соработки што објави засебни резултати вчера, на 29-ти јуни.

„Сè уште не го користиме „о“ зборот – за откритие”, вели Рансом. . „Но, сметаме дека се работи за силен доказ“.  Имено, секоја од групите видела навестувања за очекуван потпис на гравитациски бранови, но без статистичка сигурност за цврсто откритие, како што посочуваат Рансом и другите. Истражувачите сега ќе стават на куп добиените податоци за глобално да ги проучат и да видат дали заеднички ќе можат да го достигнат прагот за откритие.

Според Моника Колпи, која ја проучува теоријата на гравитациските бранови и црните дупки на Универзитетот во Милано-Бикока во Италија, ако откритието биде потврдено тоа ќе продуцира најмалку “20 години работа на проучување на оваа нова заднина” за армија астрономи.

Уметничка визија за гравитациски бранови предизвикани од супермасивни црни дупки Слика: Danielle Futselaar, MPIfR

Три соработки коишто ги собраа повеќедецениските податоци за пулсарите известуваат за слични резултати: северноамериканската група NANOGrav; Европската пулсарна временска низа, со придонес на астрономи во Индија; и Пулсарската временска низа Паркс во Австралија. Четвртата соработка, кинеската Пулсарска временска низа, извести дека пронашла сигнал во податоците од само тригодишни набљудувања, благодарение на исклучителната чувствителност на 500 метарскиот телескоп со сферичен отвор (FAST), кој започна со работа во 2016 година во регионот Гуижу.

Кеија Ли, радиоастроном од Универзитетот во Пекинг во Пекинг, кој ја водел студијата со FAST, вели дека не бил изненаден од резултатот. „Мојата пресметка за чувствителноста на гравитациските бранови на телескопот FAST беше направена уште во 2009 година, кога бев докторант“.

Сите групи користат масивни радиотелескопи за следење на „милисекундните“ пулсари. Се работи за неверојатно густи неутронски ѕвезди кои исфрлаат радиобранови од нивните магнетни полови. Секој пат кога пулсарот ротира околу својата оска, неговиот радио-зрак патува во и надвор од правецот на линијата на видливост спрема Земјата, што резултира со пулс во редовни интервали. Милисекундните пулсари ротираат најбрзо, до неколку стотици пати во секунда. Малите промени во времето на пристигнување на сигналите од пулсарите може да значат дека просторот помеѓу ѕвездата и Земјата е променет со поминување на гравитациски бран.

Но, временското мерење (тајмингот) на еден пулсар не би било доволно сигурно за откривање на гравитациски бранови. Наместо тоа, секоја од соработките следи низа од десетици пулсари. Како резултат на тоа, тие пронајдоа потпис наречен Хелингс-Даунова крива, којашто предвидува како, во присуство на гравитациски бранови кои доаѓаат од сите можни правци, корелацијата помеѓу паровите пулсари варира во функција на нивното одвојување на небото. NANOGrav прв го забележа сигналот и го пријави на колегите во 2020 година. Но, тимот одлучи да ги почека другите соработки за да види дали и кај нив има навестувања за постоење на кривата пред да ги објави резултатите.

Ајнштајн првпат го предвидел постоењето на гравитациските бранови во 1916 година. На 14 септември 2015 година, двојните детектори на Ласерската интерферометарска опсерваторија за гравитациски бранови (LIGO) во Луизијана и државата Вашингтон го потврдија неговото предвидување со детектирање на изблици на бранови од спојувањето на две црни дупки. Оттогаш, физичарите забележале гравитациски бранови од десетици слични настани.

Опсерваторијата Грин Банк во Западна Вирџинија е уште еден радиотелескоп што се користи за следење на пулсарите. Фото: Jay Young for Green Bank Observatory

Ако најновиот сигнал потекнува од комбинираните гравитациски бранови на илјадници парови супермасивни црни дупки ширум Универзумот, тоа би бил прв директен доказ за постоењето на такви бинари и дека некои од нив имаат орбити доволно тесно спакувани за да произведат мерливи гравитациски бранови. Колпи вели дека главната импликација е дека секој од паровите на крајот ќе се спои – создавајќи рафали слични на оние што ги гледа LIGO, но во многу поголем размер. Сигналите на некои од овие судири се очекува да бидат детектирани и од вселената, со помош на Вселенската ласерска интерферометарска антена (LISA), мисија на Европската вселенска агенција што треба да биде лансирана во наредната декада (во 2030-тите).

Истражувачите се надеваат конечно ќе видат и зад Хелингс-Дауновата крива и дека ќе видат сигнали од поединечни супермасивни бинарни црни дупки кои се доволно блиску до нашата Галаксија – и поради тоа и доволно гласни, во смисла на гравитациските бранови – за да се издвојат од заднинскиот сигнал.

Но, засега, додека откритието не биде потврдено, не може да се отфрли и можноста за друго потекло на овие бранови, вклучително и можниот преостанат гравитациски шум од Биг Бенгот.

Извор Nature