Детектори, які можуть вловлювати гравітаційні хвилі від злиття чорних дір, далеко не завжди роблять це якісно. Саме тому науковці розробили систему калібрування цих сигналів. За своїм принципом дії вона дуже нагадує автотюн, який використовує у звукозаписі.
Гравітаційні хвилі
Гравітаційні хвилі — це найдивовижніший тип сигналу, з яким вміють працювати сучасні астрономи. Він не є електромагнітною хвилею, і його носієм не є жодна з відомих науці частинок. Це коливання самого часопростору, що розлітається вусібіч від події, яка породила його.
Саме тому детекторів, які здатні їх сприймати на Землі, досі дуже небагато: LIGO, Virgo та KAGRA. І результати вони видають не завжди ідеальні, зокрема і через те, що рівень шумових коливань навколо постійно змінюється. Тож не дивно, що недавно науковці зі Сполучених Штатів, Італії та Японії опублікували дослідження, в якому описали методику, яка дозволяє з’ясувати, яким саме чином був спотворений отриманий сигнал, і відновити його.
У статті, опублікованій в журналі Physical Review Letters, вони описали методику, яку порівняли із цифровим автотюном. Останній є специфічним програмним забезпеченням, яке застосовується у професійному звукозаписі. Воно дозволяє порівняти частоти запису з тими, які мали б там бути, виходячи з нотного запису, і скорегувати їх. Таким чином можна виправляти дрібні помилки артистів і отримувати нереально чисте звучання.
Сигнал від детекторів
Проблема лише в тому, що у випадку з гравітаційними хвилями жодних нот немає, а самі вони не є навіть електромагнітним коливанням. Можна було б зібрати великий масив даних, навчити на ньому нейромережу, але науковці розуміли, що таким чином легко можна отримати те, що хочеться, а не те, що треба.
Натомість вони скористалися тим, що детекторів кілька і кожен із них має шанс зафіксувати сигнал. Це дозволяє визначити, який вигляд гравітаційна хвиля теоретично мала б мати для решти установок. Саме цей підхід і використали для дослідження подій GW240925 та GW250207.
Обидві вони спостерігалися американською системою LIGO, яка сама по собі являє два детектори, рознесені на кілька тисяч кілометрів один від одного. Загалом сигнал від обох подій давав про них непогане уявлення, але у випадку GW240925 один із детекторів не був відкалібрований, а у випадку GW250207 він просто не працював.
І саме нова технологія дозволила відновити його картинку в обох випадках. Зокрема науковці говорять про її застосування саме для калібрування детекторів. Основна проблема з ними — рівень зовнішніх шумів сильно змінюється із часом, і який параметр перевищення сигналу над ним обрати, швидко вирішити важко. Але автотюн впорається із цим завданням.
За матеріалами phys.org
