Исследователи усовершенствуют анализ гравитационных волн для изучения столкновений нейтронных звезд и черных дыр
Исследователи из Колледжа наук и инженерии Университета Миннесоты в Твин-Ситиз совместно с международной группой ученых провели исследование, которое улучшит обнаружение гравитационных волн — колебаний в пространстве и времени.
Цель исследования — отправлять оповещения астрономам и астрофизикам в течение 30 секунд после обнаружения, что поможет лучше понять поведение нейтронных звезд и черных дыр, а также процесс образования тяжелых элементов, включая золото и уран.
Статья под названием «Методы оповещения о гравитационных волнах с низкой задержкой и их эффективность во время четвертого наблюдательного цикла LIGO-Virgo-KAGRA» недавно была опубликована в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Гравитационные волны взаимодействуют с пространством-временем, сжимая его в одном направлении и растягивая в перпендикулярном. Поэтому современные детекторы гравитационных волн имеют форму буквы L и измеряют относительные длины лазера с помощью интерферометрии — метода, который анализирует картину интерференции, создаваемую сочетанием двух источников света.
Для обнаружения гравитационных волн необходимо измерить длину лазера с высокой точностью: это эквивалентно измерению расстояния до ближайшей звезды, находящейся примерно в четырех световых годах от нас, с точностью до ширины человеческого волоса.
Новое исследование является частью сотрудничества LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), сети интерферометров гравитационных волн по всему миру.
В последней кампании моделирования использовались данные из предыдущих периодов наблюдения, при этом в них были добавлены симулированные сигналы гравитационных волн, чтобы продемонстрировать эффективность программного обеспечения и обновлений для оборудования. Программное обеспечение позволяет обнаруживать форму сигнала, отслеживать его поведение и оценивать, какие массы участвуют в событии, например, нейтронные звезды или черные дыры. Нейтронные звезды — самые маленькие и плотные из известных звезд, они образуются, когда их массивные собратья взрываются, образуя суперновые.
Как только программное обеспечение обнаруживает сигнал гравитационной волны, оно отправляет оповещения подписчикам, среди которых в основном астрономы или астрофизики, чтобы сообщить, где именно в небе был обнаружен сигнал. С улучшениями в этот период наблюдения ученые могут отправлять оповещения быстрее, менее чем за 30 секунд после обнаружения гравитационной волны.
— Эндрю Тойвонен, аспирант Школы физики и астрономии Университета Миннесоты в Твин-Ситиз.
Ученые могут использовать данную информацию, чтобы понять, как ведут себя нейтронные звезды, изучить ядерные реакции между столкновениями нейтронных звезд и черных дыр, а также процесс образования тяжелых элементов, включая золото и уран.
Сейчас проходит четвертый наблюдательный цикл с использованием Обсерватории гравитационно-волнового интерферометра (LIGO). Его завершение запланировано в феврале 2025 года. За три предыдущих периода наблюдения ученые улучшили методы обнаружения сигналов. После окончания текущего наблюдательного цикла исследователи продолжат анализировать данные и вносить дальнейшие улучшения с целью добиться еще более оперативной доставки оповещений.
Цель исследования — отправлять оповещения астрономам и астрофизикам в течение 30 секунд после обнаружения, что поможет лучше понять поведение нейтронных звезд и черных дыр, а также процесс образования тяжелых элементов, включая золото и уран.
Статья под названием «Методы оповещения о гравитационных волнах с низкой задержкой и их эффективность во время четвертого наблюдательного цикла LIGO-Virgo-KAGRA» недавно была опубликована в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Гравитационные волны взаимодействуют с пространством-временем, сжимая его в одном направлении и растягивая в перпендикулярном. Поэтому современные детекторы гравитационных волн имеют форму буквы L и измеряют относительные длины лазера с помощью интерферометрии — метода, который анализирует картину интерференции, создаваемую сочетанием двух источников света.
Для обнаружения гравитационных волн необходимо измерить длину лазера с высокой точностью: это эквивалентно измерению расстояния до ближайшей звезды, находящейся примерно в четырех световых годах от нас, с точностью до ширины человеческого волоса.
Новое исследование является частью сотрудничества LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), сети интерферометров гравитационных волн по всему миру.
В последней кампании моделирования использовались данные из предыдущих периодов наблюдения, при этом в них были добавлены симулированные сигналы гравитационных волн, чтобы продемонстрировать эффективность программного обеспечения и обновлений для оборудования. Программное обеспечение позволяет обнаруживать форму сигнала, отслеживать его поведение и оценивать, какие массы участвуют в событии, например, нейтронные звезды или черные дыры. Нейтронные звезды — самые маленькие и плотные из известных звезд, они образуются, когда их массивные собратья взрываются, образуя суперновые.
Как только программное обеспечение обнаруживает сигнал гравитационной волны, оно отправляет оповещения подписчикам, среди которых в основном астрономы или астрофизики, чтобы сообщить, где именно в небе был обнаружен сигнал. С улучшениями в этот период наблюдения ученые могут отправлять оповещения быстрее, менее чем за 30 секунд после обнаружения гравитационной волны.
С помощью нового программного обеспечения мы можем обнаруживать гравитационную волну от столкновения нейтронных звезд, которая обычно слишком слаба, чтобы ее можно было увидеть, если мы точно не знаем, куда смотреть. Обнаружение гравитационных волн будет способствовать локализации столкновения, что поможет астрономам и астрофизикам провести дальнейшие исследования
— Эндрю Тойвонен, аспирант Школы физики и астрономии Университета Миннесоты в Твин-Ситиз.
Ученые могут использовать данную информацию, чтобы понять, как ведут себя нейтронные звезды, изучить ядерные реакции между столкновениями нейтронных звезд и черных дыр, а также процесс образования тяжелых элементов, включая золото и уран.
Сейчас проходит четвертый наблюдательный цикл с использованием Обсерватории гравитационно-волнового интерферометра (LIGO). Его завершение запланировано в феврале 2025 года. За три предыдущих периода наблюдения ученые улучшили методы обнаружения сигналов. После окончания текущего наблюдательного цикла исследователи продолжат анализировать данные и вносить дальнейшие улучшения с целью добиться еще более оперативной доставки оповещений.
- Алексей Павлов
- Andrew Toivonen
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Пригвоздили серпом к земле, перерезали горло и…
Ученые рассказали, как провела последние мгновенья жизни таинственная «вампирша» из Польши....
Секретные китайские спутники «Тысячи парусов» — новый кошмар для астрономов
Наблюдать за звездами с Земли становится всё проблематичнее....
Раскрыта правда о «зелёной» Англии
На самом деле, Великобритании угрожает лососевое вымирание....
Почему викинги не сумели колонизировать Северную Америку?
1000-летняя тайна, похоже, все-таки разгадана....
Доказано на макаках: одиночество в старости сокращает шансы заболеть
Меньше других рядом — меньше угроз....
Лазеры раскрыли тайны затерянных городов на Великом шелковом пути
Стало известно, как города-близнецы процветали в суровом высокогорье....
Аномальное древнее кладбище найдено на юге Испании
В 5500-летнем некрополе оказалось много женщин и мало мужчин....
Специалисты NASA заявляют, что жизнь на Марсе может... скрываться
И они знают, где ее искать....
Коджи и лианглы: ученые раскрыли тайны самого древнего оружия
Выяснилось, что коренные австралийцы тоже любили смертельно подраться....
И снова наглый плагиат от компании Tesla?
Маск опять в суде. Теперь из-за «Бегущего по лезвию 2049»....
Ученые наконец-то подтвердили, что солнечный максимум уже наступил
Метеозависимым людям придётся несладко....
Судебный анализ ДНК может сделать невиновного преступником
Эксперты знают, но ничего не могут поделать....
Добыча криптовалюты: кто-то на этом зарабатывает, а кто-то теряет здоровье
Американские ученые вскрыли неожиданную проблему....
С помощью лидаров археологи нашли ещё более 6600 сооружений майя
Ещё предстоит обнаружить все крупные города древней цивилизации....
Гонки по вертикали: как долго Эверест будет самой высокой горой на планете?
Ученые, кажется, сумели разгадать эту загадку природы....
Потерянная туника Александра Македонского нашлась через 2300 лет
На сегодня это единственная подлинная вещь великого царя....