Сигнал гравитационной волны с возрастающей частотой и амплитудой, характерный для сближающихся по спирали компактных объектов.Чирп — это характерный сигнал, возникающий, когда два компактных объекта — например, чёрные дыры или нейтронные звёзды — сближаются по спирали и сливаются. Обращаясь друг вокруг друга, они излучают гравитационные волны, которые уносят энергию и момент импульса. Потеря энергии заставляет их сближаться, из-за чего они обращаются быстрее, а значит, излучают ещё сильнее. В результате процесс лавинообразно ускоряется: и частота, и амплитуда испускаемых волн быстро растут, устремляясь вверх, словно птичья трель. Сигнал резко обрывается в момент слияния, иногда после него следует короткое затухание, когда конечный объект приходит в устойчивое состояние.
Чирп важен потому, что в нём закодирована точная информация об источнике. Скорость роста частоты зависит от масс двух объектов — более тяжёлые пары сливаются на меньших частотах, и их чирп короче. Общая амплитуда говорит о том, как далеко произошло событие. Сопоставляя наблюдаемую форму волны с теоретическими шаблонами, исследователи могут определить массы объектов, найти их положение на небе и проверить, ведёт ли себя гравитация так, как предсказывает общая теория относительности.
Первое прямое обнаружение гравитационных волн в 2015 году было именно таким чирпом. С тех пор чирпы стали стандартным сигналом, который ищут обсерватории, а их форма превратила гравитационно-волновую астрономию в количественную науку, а не в поиск отдельного события.
Форма волны чирпа была рассчитана в рамках общей теории относительности задолго до её наблюдения; обнаружение LIGO в 2015 году слияния двух чёрных дыр совпало с предсказанной формой и было описано в 2016 году.
Два компактных тела на тесной орбите искажают пространство-время в картине, вращающейся вместе с ними. Эти ряби распространяются наружу со скоростью света. Поскольку орбита сжимается по мере уноса энергии, орбитальный период сокращается, поэтому ряби достигают детектора всё чаще и чаще. Такой детектор, как LIGO, измеряет растяжение и сжатие пространства, отслеживая, как лазерный свет проходит по длинным перпендикулярным плечам; когда проходит чирп, длины плеч колеблются на растущей частоте.
Форма волны — то, как быстро растут частота и амплитуда, — определяется массами и спинами объектов. Сравнение измеренной деформации с предсказанными шаблонами выявляет эти параметры. К моменту достижения Земли сигнал очень слаб, поэтому детекторы должны быть чрезвычайно чувствительными и защищёнными от сейсмических и других шумов.
Сигналы-чирпы — основная цель наземных гравитационно-волновых обсерваторий, таких как LIGO и Virgo; их используют для измерения масс чёрных дыр и нейтронных звёзд и для проверки общей теории относительности.
Первый обнаруженный чирп, от двух чёрных дыр на расстоянии около 1,3 миллиарда световых лет, длился в чувствительной полосе детекторов всего около двух десятых секунды.
Статей пока нет