Представьте гул многолюдной площади — именно так звучит гравитационный фон Вселенной, уловленный сетью пульсаров — нейтронных звёзд, которые с точностью атомных часов испускают регулярные радиоимпульсы. В этом вселенском гаме скрыты «отпечатки» отдельных пар чёрных дыр, обращающихся друг вокруг друга. Каждая такая пара, испуская гравитационные волны, оставляет в сети пульсаров уникальный пространственный узор — своего рода гравитационный «отпечаток пальца». Геометрия этого узора зависит исключительно от положения источника на небесной сфере и не связана с интенсивностью сигнала. Сопоставляя данные, собранные десятками пульсаров, учёные могут выделить искомый узор, даже если общий гравитационный фон в сотни раз громче искомого сигнала.
Как именно это работает? Метод опирается на анализ взаимных корреляций во временных рядах пульсаров. Гравитационная волна, проходя через пространство, вызывает крошечные, но согласованные сдвиги в периодах вращения разных пульсаров. Для пары чёрных дыр эти сдвиги формируют характерную «карту» на небе — пространственную корреляционную функцию. Вычисляя степень согласованности флуктуаций для множества направлений, исследователи восстанавливают эту карту, по форме которой определяют положение источника.
Проверки на численных моделях показали: учёт таких взаимосвязей повышает достоверность обнаружения в сотни раз по сравнению с методами, игнорирующими пространственную структуру. При этом положение источника удаётся определить в 11 раз точнее — словно сузить область поиска с половины неба до размеров одного созвездия. Важно, что метод опирается не на детальную форму гравитационной волны, а на её геометрический след — устойчивый и надёжный индикатор, малочувствительный к особенностям излучающей системы.
Первый намёк на гравитационные волны сверхнизкой частоты появился в 2023 году, когда четыре независимые группы учёных заметили одинаковый «шум» в данных пульсаров. Сверив результаты, они поняли, что это не помеха, а реальный сигнал.