Гравитационните вълни вече имат каталог: 218 сблъсъка за десет години

На 26 август 2025 г. колаборацията между обсерваториите LIGO в САЩ, Virgo в Италия и KAGRA в Япония публикува четвъртата версия на своя каталог на гравитационните вълни, тоест на регистрираните нагъвания на самото пространство. В него има 218 сблъсъка на черни дупки и неутронни звезди. В предишната версия бяха 90.

Скокът идва от 128 нови кандидата, уловени в първата част на четвъртата наблюдателна кампания, между 24 май 2023 г. и 16 януари 2024 г. За тези девет месеца детекторите намериха повече събития, отколкото за всички предишни години взети заедно.

Важното не е самата бройка, а какво позволява тя. С едно събитие имаш случай. С 218 имаш извадка: разпределение на масите на черните дупки, представа колко често се сливат, и възможност да провериш общата теория на относителността върху много различни сблъсъка вместо върху един.

Преди десет години човечеството не беше уловило нито една гравитационна вълна. Днес има каталог, а повече от половината записи в него са от девет месеца работа.

Как се улавя сблъсък на черни дупки

Когато две черни дупки обикалят една около друга и се слеят, сблъсъкът разклаща самото пространство. Вълната тръгва навън и когато стигне до Земята, разтяга разстоянията в едната посока и ги свива в перпендикулярната ѝ.

Детекторът е построен точно за това. Аналогията е с две еднакво дълги линийки, поставени на кръст: минаващата вълна за части от секундата удължава едната и скъсява другата, а уредът мери разликата между тях. LIGO е точно това, само че всяко рамо е дълго няколко километра, а разликата се отчита с лазер.

Затова астрономите казват, че „чуват“ сблъсъка, а не че го виждат. Гравитационната вълна не носи светлина. Две черни дупки не светят и никой телескоп не би ги показал, но трусът, който оставят в пространството, е недвусмислен.

Първата регистрация е от 2015 г. Тогава вълната дойде от сливане, което остави след себе си черна дупка с маса 62 пъти по-голяма от тази на Слънцето, съобщава лабораторията LIGO към Калифорнийския технологичен институт. Двата ѝ детектора са в Ливингстън, щата Луизиана, и в Ханфорд, щата Вашингтон.

Най-тежкият сблъсък в каталога

Едно събитие изпъква сред останалите. На 23 ноември 2023 г. детекторите уловиха сигнал, наречен GW231123. От него се е родила черна дупка с маса около 225 пъти по-голяма от слънчевата, съобщи колаборацията на 15 юли 2025 г. Слели са се две черни дупки с маси около 100 и около 140 слънчеви. Предишният рекорд, събитието GW190521, беше със сумарна маса 140 слънчеви маси.

Проблемът е, че такива черни дупки не би трябвало да съществуват. „Черни дупки с такава маса са забранени според стандартните модели за еволюция на звездите“, казва Марк Ханам от Университета в Кардиф, член на колаборацията. „Една възможност е двете черни дупки в тази двойка сами да са се образували от по-ранни сливания на по-малки черни дупки.“

Тоест сблъсъкът може да е бил поне втори за участниците в него. Точно такива въпроси каталогът е създаден да решава: една странност е аномалия, но десетки измерени маси показват дали има цял клас черни дупки, които звездите не могат да произведат сами.

Какво още не знаем

Каталогът покрива само първата от три части на четвъртата кампания. Самата кампания приключи на 18 ноември 2025 г., а данните от останалите две части още не са обработени и публикувани. Следващият период на наблюдение е планиран като шестмесечен и се очаква да започне в края на лятото или началото на есента на 2026 г.

Има и разлика между това, което се обявява в реално време, и това, което влиза в каталога. По време на кампанията детекторите отчетоха около 250 сигнала на живо, но окончателният анализ е бавен и внимателен. За първата част той намери 128 значими събития, около 50% повече от обявените в момента на наблюдението. Прегледът добавя събития, не ги отнема.

Прецизността има и друг слой. От 128-те нови кандидата само 86 са измерени достатъчно надеждно, за да получат подробно описание на свойствата си. Останалите са записани, но не са разчетени докрай.

Що се отнася до самия GW231123, екипът не смята въпроса за приключен. „Ще отнеме години на общността да разплете напълно този сложен сигнал и всичките му следствия“, казва Грегорио Карульо от Университета в Бирмингам, член на колаборацията. Според него най-вероятното обяснение си остава сливане на черни дупки, но по-сложни сценарии не са изключени.

И една подробност за това как се строи наука: каталогът излезе първо като препринт на 25 август 2025 г., тоест като статия, публикувана преди рецензиране. Текстовете влизат в тематичен брой на списание Astrophysical Journal Letters, а през юни 2026 г. авторите обновиха публичната версия след преминатото рецензиране.