Гравитационные волны, обнаруженные в 2017 году с помощью обсерватории LIGO, открыли новую эру в астрономии. На данный момент зарегистрировано более 390 событий, связанных с гравитационными волнами. Эти результаты стали возможны благодаря объединенной работе детекторов LIGO, Virgo и KAGRA, однако их чувствительность зависит от множества факторов, что иногда приводит к неэффективной работе одного из приборов. В таких ситуациях необходимо обрабатывать данные детекторов для повышения их качества.
АСТРОФИЗИЧЕСКАЯ КАЛИБРОВКА: НОВЫЙ ПОДХОД
Недавно разработанный инструмент — астрофизическая калибровка — представляет собой эффективный метод, аналогичный автотюну в музыкальной продукции. Эта техника, как показали исследователи изCollaboration LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), позволяет улучшать данные о гравитационных волнах, корректируя их в реальном времени. В своей последней статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, команда продемонстрировала успешное применение этой методики на двух значительных сигналах.
Гравитационные волны возникают из-за слияния массивных объектов, таких как черные дыры или белые карлики, и представляют собой малозаметные колебания в пространстве-времени. Их величина составляет всего 10^-19 метра, что в миллионы раз меньше диаметра протона. Для обеспечения точного удаления сигналов от фонового шума детекторы должны быть точно откалиброваны с использованием контроллеров обратной связи и точных моделей.
УЧЕТ ФАКТОРОВ ИСКАЖЕНИЯ
Процесс калибровки также должен учитываться влияние самих контроллеров на результаты, поскольку неточности в калибровке могут повлиять на интерпретацию сигналов. Если сигнал достаточно силен, его можно перекалибровать, сравнивая с результатами других детекторов и предсказаниями общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна. Как пояснил Кристофер Берри из Института гравитационных исследований в Глазго: «Гравитационные волны — это рябь в пространстве-времени, которая растягивает и сжимает пространство, и они достигают Земли миллионы лет спустя».
Сигналы, такие как GW240925 и GW250207, были успешно обработаны с использованием астрофизической калибровки во время четвертого наблюдательного цикла. В то время как для GW240925, полученного в сентябре 2024 года, возникли сложности из-за неправильной калибровки детектора LIGO в Ганфорде, для GW250207, полученного в феврале 2025 года, потребовались более значительные дополнительные усилия.
ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Использование корректированной калибровки для детектора LIGO Ганфорд позволило исследователям определить, что GW240925 возник из-за слияния черных дыр массами 9 и 7 солнечных масс на расстоянии около 1.142 миллиарда световых лет от Земли. В то же время сигнал GW250207 произошел от двух черных дыр массами 35 и 30 солнечных масс, находящихся примерно в 652,3 миллионах световых лет.
Как отметила Сильвия Бисковеану из Принстонского университета: «Тот факт, что мы смогли выполнить эту калибровку сейчас, поражает — многие предыдущие исследования предсказывали, что это невозможно с текущими детекторами». Это достижения позволяют заглянуть в будущее астрономии и предвосхитить использование автоматизированных систем для более точной идентификации событий гравитационных волн.
Завершая, можно сказать, что с улучшением инструментов и планами на внедрение новых детекторов, таких как Лазерный интерферометр космической сети (LISA), астрономия гравитационных волн будет и далее развиваться, открывая новые горизонты для погружения в загадки Вселенной.
