Международная команда ученых разработала способ обнаружения уникального явления, возникающего при взрывах сверхновых звезд — эффекта памяти гравитационных волн. Этот эффект, предсказанный теорией относительности Эйнштейна, ранее оставался недоступным для наблюдений. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters (PRL).
Гравитационные волны — это своеобразные колебания пространства-времени, которые возникают в результате космических катаклизмов. Эффект памяти гравитационных волн заключается в том, что после прохождения волны расстояние между объектами в космосе меняется навсегда. Однако до сих пор этот эффект не был обнаружен, так как его крайне сложно зафиксировать существующими приборами.
Сверхновые звезды представляют собой массивные светила, заканчивающие свою жизнь мощным взрывом. В этот момент выделяется огромное количество энергии, создаются нейтрино, излучается свет и возникают гравитационные волны. Однако в отличие от гравитационных волн, вызванных другими событиями (к примеру, слиянием черных дыр) эти волны имеют меньшую амплитуду и более сложный характер, что затрудняет их обнаружение. Тем не менее, они представляют особый интерес, так как несут информацию не только о внешних, но и о внутренних процессах звезды, которые невозможно наблюдать другими способами.
В новом исследовании ученые провели трехмерное моделирование взрывов сверхновых, используя новую математическую модель. Они рассмотрели звезды массой до 25 солнечных и обнаружили характерный медленный рост сигнала, связанный с эффектом памяти.
Расчеты показали, что волны от таких звезд могут быть зафиксированы современными детекторами гравитационных волн на расстоянии до 30 тысяч световых лет. Хотя современные обсерватории уже способны регистрировать слабые волны, для более точного обнаружения необходимы новые приборы, такие как космический интерферометр LISA.
"Наш метод открывает новые горизонты для изучения внутренних процессов в звездах, и мы надеемся расширить горизонты гравитационной астрономии", — заявил доктор Кольтер Ричардсон из Университета Теннесси, руководитель проекта.
