Гул стоит по всей Вселенной. Это не звук, а дрожь самого пространства — гравитационный волновой фон. Его создают пары сверхмассивных чёрных дыр, кружащих друг вокруг друга в центрах далёких галактик. Каждая такая пара — как басовый инструмент в огромном оркестре. Поймать соло одного инструмента на фоне общего гудения — задача для пульсарных антенн.
Пульсары — это нейтронные звёзды, которые с бешеной точностью шлют радиоимпульсы. Массивы радиотелескопов десятилетиями следят за десятками пульсаров, ища сбои в ритме — след проходящей гравитационной волны. Но до сих пор не удавалось уверенно сказать, какие именно чёрные дыры играют громче всех. Группа учёных предложила новый подход: они ввели число Nc — характеристику того, насколько отдельные источники выделяются над общим фоном. Это как посчитать, сколько музыкантов играет особенно громко.
Применив метод к смоделированным данным 15-летнего обзора NANOGrav, авторы проверили 114 кандидатов в двойные чёрные дыры из наблюдений активных ядер галактик. Оказалось, что 21 из них создают слишком сильный сигнал — их существование плохо вяжется с реальными данными. Прежний анализ давал лишь один такой напряжённый случай. Метод оказался чувствительнее.
Новый инструмент не только отсеивает нереалистичные модели, но и помогает нащупать свойства всей популяции двойных сверхмассивных чёрных дыр. Через считанные годы пульсарная сеть, возможно, превратится из детектора общего фона в настоящий телескоп для наблюдения танцев гигантов.
Пульсары настолько стабильны, что их «тиканье» сравнимо с точностью атомных часов. Сдвиг в одну миллиардную долю секунды уже может говорить о прохождении гравитационной волны.