Mowa tutaj oczywiście o supermasywnej czarnej dziurze SgrA* o masie około 4,2 miliona razy większej od masy Słońca. To wokół niej tak naprawdę krąży cała galaktyka, w tym także nasz układ planetarny znajdujący się około 27 000 lat świetlnych od niej.
Najnowsze badania wskazują, że liczne obiekty kompaktowe krążące w jej bezpośrednim otoczeniu, takie jak czarne dziury o masie gwiazdowej, czy gwiazdy neutronowe powoli opadając na czarną dziurę, emitują delikatne fale grawitacyjne. Z uwagi na to, że tych obiektów jest sporo, z centrum galaktyki powinien do nas docierać cały chór takich dźwięczących fal grawitacyjnych.
Czytaj także: Fascynujący sygnał z kosmosu! Takich fal grawitacyjnych nigdy wcześniej nie słyszeliśmy
Problem jednak w tym, że owe fale grawitacyjne są wciąż zbyt słabe, abyśmy byli w stanie je wykryć za pomocą aktualnie wykorzystywanych obserwatoriów fal grawitacyjnych. Wszystko jednak wskazuje na to, że kwestią czasu jest powstanie detektorów, które ten szum grawitacyjny będą w stanie usłyszeć.
Obecne detektory, takie jak LIGO i Virgo, mogą uchwycić jedynie najsilniejsze fale grawitacyjne, emitowane w ostatnich momentach przed połączeniem się takich kosmicznych obiektów jak gwiazdy neutronowe i czarne dziury. Sytuacja jednak ulegnie zmianie, gdy w przestrzeń kosmiczną poleci obserwatorium LISA (Laser Inteferometer Space Antenna). Naukowcy są przekonani, że LISA będzie w stanie usłyszeć fale grawitacyjne emitowane już wcześniej w ewolucji takich układów podwójnych. Dzięki temu będziemy w stanie obserwować interakcje grawitacyjne masywnych obiektów przez dłuższy niż obecnie czas przed zderzeniem. Dopiero wtedy będziemy w stanie przyjrzeć się układom podwójnym, w których jeden obiekt jest znacznie masywniejszy od drugiego, czy też układy, w których składniki poruszają się po eliptycznych orbitach.
Prawdziwym przełomem będzie jednak obserwowanie fal grawitacyjnych emitowanych w jądrze galaktyki przez obiekty kompaktowe, takie jak gwiazdy neutronowe i brązowe karły, krążące bardzo blisko supermasywnej czarnej dziury.
Naukowcy obawiają się jedynie jednego. Szum grawitacyjny tych interakcji może zagłuszać fale grawitacyjne emitowane przez znajdujące się w centrum galaktyki układy podwójne, bowiem jedne fale grawitacyjne będą się nakładać na drugie.
Cały problem polega na tym, że oba typy źródeł fal grawitacyjnych — zwarte układy podwójne i gwiazdy krążące wokół centralnej czarnej dziury — emitują sygnały, których częstotliwość się nakłada. Według najnowszego opracowania, opublikowanego na serwerze preprintów arXiv, wynikiem zwiększania czułości detektorów może być swoista kakofonia szumu grawitacyjnego, z której nie pozyskamy żadnych informacji. Autorzy wykazują, że ten „las” sygnałów tła może przytłoczyć zdolność wykrywania układów podwójnych o masach poniżej lub powyżej około 10 000 razy większych od masy Słońca.
Czytaj także: Fale grawitacyjne na ratunek archeologom. Wyjaśnili, czym był tajemniczy mechanizm z Antykithiry
Autorzy badania wskazują, że ten szum tła podąża za przewidywalnym wzorcem statystycznym. Dzięki ulepszonym technikom modelowania naukowcy mogą być w stanie odfiltrować szum i wyizolować najciekawsze sygnały. Uczenie maszynowe może tutaj odegrać kluczową rolę, identyfikując odrębne przebiegi fal ukryte w danych. W przypadku pewnych zdarzeń, takich jak brązowy karzeł wpadający spiralnie do supermasywnej czarnej dziury, astronomowie spodziewają się nie tylko fal grawitacyjnych, ale także towarzyszących im rozbłysków radiowych spowodowanych przez ekstremalne siły pływowe — co pozwala na obserwacje wieloaspektowe łączące dane grawitacyjne i elektromagnetyczne.
Chociaż obserwatoria takie jak LISA to kwestia odległej przyszłości mierzonej w dekadach, już teraz trwają poszukiwania modeli złożonych danych grawitacyjnych i prób ich filtrowania. Przyszłość astronomii fal grawitacyjnych zależy nie tylko od budowy lepszych instrumentów, ale także od opracowania najciekawszych sposobów interpretowania rejestrowanych przez nie sygnałów kosmicznych.