Pulzary detekují gravitační vlny supermasivních černých děr. Kredit: Aurore Simonnet / NANOGrav Collaboration.

V poněkud nedomyšleném „předběžném“ oznámení, které předcházelo tiskové konferenci, s velkou pompou ohlášené na 19 hodin našeho letního času, sdělil tým virtuální gravitační observatoře dlouho očekávané potvrzení fascinujícího pozorování nového typu gravitačních vln, které tvoří „šepot vesmíru,“ čili gravitační pozadí GWB (Gravitational-Wave Background).

Chiara Mingarelli (2020). Kredit: Magenta2018, Wikimedia Commons.

Už se o tom šuškalo dlouho. Jde o vyvrcholení 15 let výzkumu pulzarů, kterým gravitační astronomové důvěrně říkají nebeské metronomy, virtuálně seskupených do přírodní gravitační observatoře o velikosti galaxie. Tým observatoře NANOGrav (by scientists with the North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves) s využitím přesných pozorování pulzarů detekoval gravitační vlny o podstatně nižších frekvencích, než jaké „chytají“ pozemní gravitační observatoře typu LIGO nebo Virgo. Rovněž nesou asi tak milionkrát více energie.

Spektrum gravitačních vln. Kredit: NASA Goddard Space Flight Center, Wikimedia Commons.

Tým NANOGrav je přesvědčen, že většina takových gargantuovských gravitačních vln, které se vlní nikoliv na škále sekund, ale roků, pochází z monumentálních srážek supermasivních černých děr. Výsledkem těchto srážek, k nimž dochází už dlouhé miliardy let, je přízračný gravitační šepot. Díky tvrdé práci NANOGravu jsme právě získali první pevný důkaz o existenci tohoto šepotu, který představuje gravitační pozadí vesmíru. NANOGrav otevřel nové okno pro pozorování vesmíru.

Odborníci již dlouho předpokládali, že takové gravitační pozadí vesmíru existuje. Jak to ale v podobných případech bývá, potvrdit ho nebylo snadné. Teď je džin z lampy venku a nabízí odpovědi na spoustu zajímavých otázek, od vývoje dvojic supermasivních černých děr až po četnost splývání galaxií ve vesmíru. Vstoupili jsme do nového gravitačního věku.

Jsme ale pochopitelně na samotném začátku. Observatoř NANOGrav v tuto chvíli dokáže měřit jen celkové gravitační pozadí, spíše než jednotlivé zdroje nízkofrekvenčních gravitačních vln. To ale neznamená, že by to bylo k ničemu. Jak přiznává astrofyzička Chiara Mingarelliová z University of Connecticut a dalších institucí, která byla členkou početného týmu, už zjistili, že šepot gravitačního pozadí vesmíru je asi dvakrát „hlasitější“, než s kolegy očekávala.

To je velmi zajímavé a ve hře jsou pozoruhodná vysvětlení. Je možné, že supermasivní černé díry jsou ve skutečnosti těžší a početnější, než si myslíme. Podle Mingarelliové je ale také možné, že gigantické gravitační vlny generují i nějaké další mechanismy, například takové, které předpovídají strunové teorie či alternativní teorie o vzniku vesmíru. Nechme se překvapit.

Video: Clamor of gravitational waves from universe's merging supermassive black holes heard for first time

Video: NANOGrav - 15 Years of Gravitational Wave Research (29. 6. 2023, 19:00)

Literatura

Physorg 28. 6. 2023.

Astrophysical Journal Letters 951: L8.