Гигантские галактики-лупы существуют. Ближайшие 10 лет перевернут космологию

Использовать крупные галактики как естественные лупы — именно такую стратегию выбрала международная группа исследователей под руководством специалистов Бирмингемского университета.

В свежей публикации Philosophical Transactions of the Royal Society A они описывают концепцию мультимессенджерного гравитационного линзирования, объединяющего несколько "каналов связи" с космосом: электромагнитное излучение, гравитационные волны и даже быстрые радиовсплески.

Как это работает

• Гравитационное линзирование: массивная галактика искривляет пространство-время, "перехватывая" лучи света и гравитационные волны, усиливает их и зачастую создаёт несколько изображений одного источника.
• Совмещение сигналов: современные детекторы LIGO-Virgo-KAGRA уже улавливают гравитационные волны, а телескопы — электромагнитные "эхо" тех же событий. Их наложение повышает точность измерений в разы.
• Космический "комбинированный микроскоп": благодаря линзе-галактике слабый сигнал далёкого источника становится доступным для анализа — даже если он в миллиардах световых лет.

Зачем это нужно

1. Космологическая шкала: измерение времени запаздывания между "дублирующимися" сигналами поможет уточнить постоянную Хаббла и параметры ускоренного расширения Вселенной.
2. Эволюция чёрных дыр: усиленные линзами гравитационные волны от слияний компактных объектов позволят проследить, как образуются сверхмассивные чёрные дыры.
3. Карта тёмной материи: степень искажения изображений подскажет, где "прячется" невидимая масса галактики-линзы.

Инструменты ближайшего десятилетия

• LIGO-Virgo-KAGRA — продолжат охоту за гравитационными волнами с повышенной чувствительностью.
• Телескоп Веры Рубин (LSST) — начиная с 2025 года будет вести глубокий обзор неба, фиксируя тысячи линзированных вспышек в видимом свете.
• Радиоинтерферометры нового поколения помогут связывать быстрые радиовсплески с "событиями-близнецами" в других диапазонах.

Профессор Грэм Смит отмечает, что благодаря развитию датчиков и вычислительных методов "мы впервые можем наблюдать Вселенную сразу несколькими языками". Его коллега, доктор Гэвин Лэмб, добавляет:

"То, что вчера считалось научной фантастикой, завтра станет стандартным инструментом молодых астрофизиков".

Исследователи признают: редкость линзированных событий и объём данных требуют колоссальных вычислительных ресурсов, однако потенциал метода перевешивает сложности. Уже в ближайшие 5-10 лет мультимессенджерное гравитационное линзирование обещает прорваться к ответам на самые старые вопросы космологии.