Точная астрометрия для обнаружения гравитационных волн низкой частоты: новый проект NASA

Группа исследователей под руководством Пола Станкуса из Brookhaven Science Associates предложила новый подход к регистрации гравитационных волн на низких частотах. Метод основан на точной астрометрии — гравитационные волны, проходящие через Землю, вызывают очень малое, но согласованное видимое движение всех объектов на небе.

Современные детекторы, такие как LIGO и Virgo, эффективны в диапазоне высоких частот, но низкочастотные гравитационные волны остаются труднодоступными для наблюдения. Новый проект нацелен именно на этот диапазон, что может открыть окно в изучение слияния сверхмассивных чёрных дыр и ранней Вселенной.

Инновация заключается в использовании оптически независимых космических аппаратов. В отличие от традиционных интерферометров, где лазерные лучи связывают спутники, здесь каждый аппарат будет вести независимые астрометрические измерения. Это снижает требования к точности позиционирования и позволяет масштабировать систему.

Проект получил финансирование на начальном этапе в рамках программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC). На данном этапе исследователи планируют разработать концепцию миссии и оценить её осуществимость. В случае успеха технология может быть развёрнута в будущем как космическая обсерватория.

Принцип работы основан на том, что гравитационная волна искажает пространство-время, вызывая кажущееся смещение далёких звёзд и галактик. Если наблюдать за миллионами объектов, можно статистически выделить этот сигнал. Ключевая задача — отделить его от шумов, связанных с движением самого телескопа и земной атмосферой.

По словам представителей команды, на данный момент проект находится на стадии теоретической проработки. Экспериментальная проверка потребует создания прототипов и тестовых запусков. Учёные рассчитывают, что в перспективе метод позволит обнаруживать гравитационные волны с частотами от микрогерц до миллигерц.

Если разработка будет реализована, она дополнит существующие наземные и космические детекторы, такие как будущая миссия LISA. Совместные наблюдения в разных диапазонах помогут составить полную картину гравитационно-волновой Вселенной.