Неуслышанный гул нейтронных звёзд экспресс
Волчок крутится с огромной скоростью и вместо ровного жужжания издаёт тихое гудение — потому что он чуть-чуть помят. Примерно так работают нейтронные звёзды: шары размером с город, сжатые до такой плотности, что чайная ложка их вещества весит как гора. Если такая звезда не идеальный шар, а имеет крошечный «горбик» на боку, она испускает непрерывные гравитационные волны — рябь самого пространства, которая бежит сквозь Вселенную.
Поймать эту рябь очень трудно. Она слабее шёпота и к тому же меняет тон, когда звезда вращается в паре с соседкой, — как сирена машины, которая то приближается, то удаляется. Именно такие пары искали авторы работы: они впервые заглянули в область, где частота «гудения» выше 520 колебаний в секунду, а орбитальный танец длится меньше трёх дней. Раньше эти места на «карте звуков» оставались белым пятном — не хватало вычислительной мощи, чтобы перебрать все возможные варианты.
Детекторы LIGO и Virgo не уловили ни звука. Но молчание — тоже результат. Теперь мы знаем: если в радиусе ста парсек (это примерно 300 световых лет) от нас есть нейтронная звезда, которая делает больше 495 оборотов в секунду, её сплюснутость не превышает 5,2 миллионных доли от собственного размера. Иными словами, «горбик» на её боку не выше пары миллиметров. Будь Земля такой же гладкой, высочайшая гора не доставала бы и до колена.
Этот поиск похож на прослушивание огромного леса в надежде уловить шорох одного конкретного сверчка. Пока слышна лишь тишина, но сама способность расслышать её на таком уровне говорит о чувствительности инструментов. Возможно, следующее поколение детекторов наконец уловит этот непрерывный гул — и тогда мы узнаем, насколько «мятыми» бывают самые твёрдые объекты во Вселенной.
Оригинальная аннотация
как её написали авторы, на английском arXiv:2605.14728
Continuous gravitational waves, i.e., persistent and nearly-monochromatic signals emitted by asymmetric spinning neutron stars, remain elusive. Searches for these signals from unknown binary systems are the most computationally challenging, but they are essential, given that binary accretion provides a natural mechanism for creating the required asymmetry, and around half of the known pulsars rotating above 25 Hz are part of a binary system. Here we report on a search of a large uncharted parameter-space region: for the first time we cover gravitational-wave frequencies above 520 Hz (from 50 to 1000 Hz), and, for the first time with advanced detectors, orbital periods lower than 3 days are explored. No signal is detected, and we set the most stringent constraints to date on the amplitude of signals of this kind. Our results exclude with $$95\%$$ confidence neutron stars within 100 pc and rotating faster than $$\sim$$ 495 Hz from having ellipticities above $$5.2 \times 10^{-8}$$. Within the same distance our results also exclude r-mode amplitudes above $$1.5 \times 10^{-6}$$ for stars rotating faster than $$\sim$$ 740 Hz.
Если бы нейтронную звезду размером с город можно было идеально отполировать, её поверхность была бы в миллион раз более гладкой, чем лучшее зеркало, сделанное человеком. А крошечная «морщинка» высотой в миллиметр уже заставила бы её излучать гравитационные волны.
В романе «Контакт» Карла Сагана инопланетный сигнал обнаруживают на частоте, кратной частоте вращения пульсара — как будто кто-то специально встроил послание в ритм нейтронной звезды.