Пространственное распределение источников гравитационных волн
Астрофизики из США и Швейцарии рассмотрели движение компактных двойных систем, объединение компонентов которых должно регистрироваться детекторами гравитационных волн, и показали, что за время жизни этих систем они успевают отойти на значительное расстояние от места образования.
Компактные двойные системы можно считать относительно хорошо изученным и удобным для наблюдения источником гравитационных волн. Наибольший вклад в полезный сигнал должны давать системы с нейтронными звёздами; по оценкам учёных, детекторы следующего поколения (Advanced LIGO и Advanced Virgo) будут обнаруживать от 0,4 до 400 двойных такого типа в год.
Объединение двух нейтронных звёзд (иллюстрация Stephan Rosswog и Enrico Ramirez-Ruiz).
Логично предположить, что распределение источников гравитационных волн в целом повторяет распределение галактик. Однако в случае двойных систем гипотеза не работает, поскольку компаньоны, обращаясь по орбитам, совершают ещё и совместное движение в пространстве. Причиной этого становится асимметричность вспышек сверхновых, рождающих нейтронные звёзды и чёрные дыры. Одиночные нейтронные звёзды и пульсары перемещаются со скоростью до 1 000 км/с; хотя центры масс двойных систем приобретают меньшую скорость, она всё равно остаётся высокой и может составлять около 200 км/с. «К тому моменту, когда компоненты системы объединятся, её родная галактика останется далеко», — заключает один из авторов Люк Золтан Келли (Luke Zoltan Kelley), сотрудник Калифорнийского университета в Санта-Крусе.
Подтверждением слов г-на Келли служат результаты моделирования, показавшего сильную зависимость конечного распределения компактных двойных от исходной скорости их собственного движения. Это несколько усложняет задачу определения красного смещения, соответствующего источнику гравитационных волн. С другой стороны, астрономы получают хороший шанс зарегистрировать результат слияния компонентов двойной системы, если оно произойдёт на достаточном расстоянии от «ослепляющей» своим светом галактики, с помощью обычного телескопа — к примеру, строящегося LSST.
При сравнении данных детекторов с оптическими наблюдениями учёным будет гораздо проще отыскать сигнал, отвечающий гравитационным волнам.
Полная версия отчёта опубликована в издании The Astrophysical Journal Letters; препринт статьи можно скачать с сайта arXiv.
по информации: compulenta.ru