Astronomové se blíží k detekci gravitačních vln ze supermasivních černých děr

Gravitační vlny vznikají vzájemným působením dvou velice hmotných objektů a detektory LIGO a Virgo už zachytily řadu z nich, které mají původ v černých dírách či neutronových hvězdách. Supermasivní černé díry ve středu galaxií by je tak logicky měly tvořit také, ovšem pochopitelně ne ve stejné podobě. Taková vlna může mít teoreticky velice nízkou frekvenci, a to až tak, že jedna jediná může trvat i desítky let, pokud by měla vzniknout ve vzájemném tanci dvou supermasivních černých děr. 

 

 

Právě vzhledem k tomu astronomové předpokládají, že jsme ve skutečností zmítáni celým mořem různě putujících gravitačních vln, které se zatím nepovedlo zachytit. Toto přirovnání ale trošku kulhá, neboť vlny na moři obvykle putují jen v jedné rovině, zatímco ty vesmírné mají své zdroje umístěny v různých částech trojrozměrného vesmíru a dle toho se také šíří. 

 

Jde také o to, že detektory dosud zachytily vlny z krátkodobých kataklyzmatických událostí, což je třeba srážka černé díry s neutronovou hvězdou. Vlny s těmi největšími délkami ale budou tvořeny spíše v rámci dlouho trvajícího vzájemného působení dvou blízkých hmotných objektů, takže by měly být spíše všudypřítomné a zde už srovnání s mořem sedí. 

 

Studie publikovaná v The Astrophysical Journal Letters nyní předkládá dosud největší důkazy o tom, že takové velké vlny existují. Pracovníci z North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) se opírají o data z Green Bank Telescope a z nyní již zdemolovaného Areciba. Tyto radioteleskopy pozorovaly pulsary a to, jak silné a dlouhé gravitační vlny narušovaly jejich "hodinový" signál daný rychlou rotací, který by měl být pravidelný jak atomové hodiny, jenomže ve skutečnosti není, a to dle výzkumníků právě vinou gravitačních vln. 

 

 

Astronomové tak pomocí atomových hodin a vzdálených pulsarů v podstatě vytvořili detektor s funkcí srovnatelnou s LIGO či Virgo, který ale má svá ramena dlouhá ne jen pár kilometrů, ale i tisíce světelných let. Pak v principu stačí sledovat pravidelnost pulzů přicházejících od daných hvězd, jichž bylo v rámci studie sledováno 47 a některé už od roku 2004, přičemž tyto pulzy mohou být zpožděny či urychleny až o stovky nanosekund. 

 

Nicméně výzkumníci zatím netvrdí, že jde důkaz pro detekci obrovských gravitačních vln, ale prozatím už úspěšně vyloučili některá alternativní vysvětlení, jako je třeba vliv mezihvězdného prachu. Brzy by se ale se svými daty mělo přidat australské zařízení Parkes Pulsar Timing Array (PPTA) a astronomové očekávají, že i s využitím dalších dat z Green Bank a Areciba, která ještě nebyla prozkoumána a představují dalších 2,5 let pozorování, budou schopni potvrdit případnou korelaci mezi časováním pulzů od vzdálených hvězd.

 

Přibližně za dva roky by tak mohlo být jasno.