Гравитационные волны от сверхновых: длинные сигналы, вечная память

Интернациональная команда учёных предложила новый метод обнаружения одного из самых загадочных явлений, предсказанных Эйнштейном, — эффекта гравитационно-волновой памяти. До сих пор это явление оставалось недоказанным экспериментально, но современные трёхмерные модели дают надежду на успех. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters.

Фото: nasa.gov by NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA) and J. Green (University of Colorado, Boulder), https://creativecommons.org/public-domain/pdm/

Взрыв сверхновой в Малом Магеллановом Облаке

Что такое эффект гравитационно-волновой памяти

Гравитационные волны — это колебания пространства-времени, возникающие при космических катаклизмах. Эффект памяти заключается в том, что после прохождения этих волн расстояние между объектами изменяется навсегда, даже после исчезновения волны. Однако из-за слабой амплитуды и сложности сигналов зафиксировать это явление крайне сложно.

Сверхновые с коллапсирующим ядром: источник уникальных сигналов

Сверхновые с коллапсирующим ядром (CCSN) — это массивные звёзды, завершающие свой жизненный цикл мощным взрывом. В этих событиях материя движется неравномерно, а излучение нейтрино имеет асимметрию, что создаёт сложные, но регулярные гравитационные волны. Эти свойства делают CCSN идеальным объектом для изучения эффекта памяти.

Технологический прорыв: модель CHIMERA

Учёные использовали модель CHIMERA, которая позволяет детально описать процессы коллапса ядра звезды массой до 25 солнечных. Моделирование показало, что гравитационные волны от CCSN имеют уникальные особенности, которые можно описать с помощью логистических функций. Это открытие удивительно, так как такие функции ранее применялись в биологии для анализа роста популяций.

Уникальность сигналов

Одной из важных особенностей сигналов от CCSN стала их продолжительность — более одной секунды, что значительно превышает сигналы от слияния чёрных дыр. Современные обсерватории могут фиксировать эти волны на расстоянии до 10 килопарсеков, что открывает новые перспективы в изучении таких явлений.

Будущее исследований

Метод, предложенный учёными, позволяет использовать существующие гравитационно-волновые обсерватории для поиска слабых и редких сигналов, связанных с CCSN. Исследование подчеркивает, что даже малозаметные явления могут пролить свет на фундаментальные законы Вселенной.