Шрамы на коже Вселенной: взрывы сверхновых помогают переписать карту пространства

Исследователи из Университета Теннесси в Ноксвилле предложили новый способ обнаружения одного из самых тонких эффектов, связанных с гравитационными волнами. Команда во главе с Колтером Ричардсоном утверждает, что так называемая «память гравитационных волн» — явление, навсегда изменяющее взаимное положение точек в пространстве, — может быть зафиксирована уже существующими детекторами. Раньше считалось, что для этого потребуется оборудование будущих поколений с гораздо большей чувствительностью.

Работа команды сосредоточена на гравитационных волнах, которые возникают при взрыве массивной звезды — процессе, известном как коллапс ядра сверхновой. Во время такого события звезда выделяет колоссальное количество энергии, а волны рождаются из-за двух факторов: асимметричного выброса нейтрино и неравномерного распространения ударной волны. Чтобы детально изучить эти процессы, исследователи провели сложные симуляции трех сверхновых, различающихся по исходной массе светила.

Результаты симуляций позволили команде перейти к следующему этапу: выяснить, смогут ли современные детекторы, такие как LIGO, Virgo и KAGRA, зафиксировать «память» гравитационных волн, если взрыв сверхновой произойдет в пределах Млечного Пути. Анализ показал, что это реально, но при одном условии — нужно использовать новый подход. Он объединяет два аналитических метода, которые ранее не применялись вместе. Такой подход помогает выделить едва заметный сигнал «памяти», не давая ему затеряться среди сильных, но кратковременных гравитационных всплесков, которые сопровождают сам взрыв.

Если учёным удастся реализовать предложенный метод, это сильно продвинет изучение гравитационных волн и процессов, сопровождающих взрывы сверхновых. Ученые смогут понять, как массивные звезды завершают своё существование и как это сказывается на окружающем пространстве. Главное преимущество методики в том, что она задействует уже существующие детекторы для изучения явлений, которые до сих пор считались недоступными для наблюдения.