Astronoomid suutsid Albert Einsteini rohkem kui saja aasta eest kirjeldatud gravitatsioonilained esimeste korda pildile püüda 2015. aastal. Sarnaselt tiigil sibavatele putukatele tekitavad liikudes laineid kõik massiga kehad. Vee asemel panevad need lainetama aegruumi enda. Enamasti on kehad aga kaugelt liiga kerged, et neid oleks võimalik märgata inimeste käsutuses oleva tehnikaga. Nõnda nägid astronoomid toona kahe musta augu surmaspiraali. Päikesest kümneid kordi suurema massiga kehad tekitasid võbelusi, mida oli võimalik registreerida rohkem kui miljardi valgusaasta kaugusel.

Avastuse juures mängisid võtmerolli ülitäpsed laseritel põhinevad detektorid. Observatooriumite täpsus on võrreldav sellega, et Päikesesüsteemi lähima tähe kaugust mõõdetaks juuksekarva täpsusega. Tehnikaimede kasutamise kõrval on üritanud astronoomid tabada gravitatsioonilaineid juba aastakümneid ka pulsarite abil. Vaatluse alla võetud pöörlevad surnud tähed saadavad Maa suunas raadiokiirgust umbes tuhat korda sekundis. Seejuures saab nende täpsust kõrvutada moodsate aatomkelladega.

Seda vähemalt juhul, kui miski vahepeal kiirguse liikumist ei häiri, näiteks ruumi aeg-ajalt venitades või kokku pressides, mis muudab omakorda veidi teleskoopide asukohta. Üle terve planeedi asuvaid raadioteleskoope kasutanud astronoomid märkasidki nüüd, kuidas nendelt pärit kiirgus jõudis mõnikord kohale oodatust varem, teinekord aga hiljem. Keskset rolli mängisid seejuures NANOGrav-i observatooriumi tulemused.

NANOGrav-i töörühm võttis aluseks 15 aasta jooksul Maast kuni 20 000 valgusaasta kaugusel asuva 67 pulsari käitumise kohta kogutud andmed. Selle juures tegutsevad teadlased on statistiliselt 99 protsenti kindlad, et tegu päris signaaliga, mitte juhuste kokkulangemisega. "Seda üksinda avastuseks kutsuda veel kutsuda ei saa, aga nii meie kui ka mitmed teised kollektiivid näevad sama. Oleme seega kindlad, et tegu on reaalse nähtusega," märkis Michael Kramer, Max Plancki raadioastronoomia instituudist.

Lisaks pulsarisignaale Põhja-Ameerikast ja Euroopast jälgivatele töörühmadele avaldasid samaaegselt oma tulemused ka Austraalia, India ja Hiina astronoomid. Võrreldes varem maapealsete gravitatsioonilainete observatooriumitega tabatud gravitatsioonilainete lainesagedus miljardeid kordi madalam. "Nende lainesagedus ulatub aastate või isegi kümnete aastateni. Üheskoos moodustavad need pideva taustafooni," selgitas astronoom.

Praeguse arusaama kohaselt pärineb neist suur osa galaktika keskmes asuvate ülimassiivsete mustade aukude ühinemisele eelnevast tantsust. Protsesside käigus tiirlevad Päikesest miljardeid kordi raskemad objektid teineteise ümber üha kiiremini. Teooria kitsaskohana jõudnuks need teineteisele nähtavate signaalide tekitamiseks piisavalt lähedale alles miljardite aastate pärast.

Nähtud signaalid olid aga oodatust tugevamad. Nii võib astronoomide sõnul juba praegu universumis ühineda omavahel sajad tuhanded kui mitte miljonid ülimassiivsed mustad augud. Samas võivad olla need ka arvatust raskemad või ülimassiivsete mustade aukude ühinemisprotsess oodatust kiirem.

Mõlemad võimalused oleks kooskõlas varajast universumi seirava James Webbi kosmoseteleskoobiga tehtud tähelepanekutega. Galaktikad näisid kasvat suuremaks kiiremini, kui veel mõne aasta eest arvati.

Teisalt võib Krameri sõnul sedavõrd tugev taustafoon vihjata füüsikutele, kas ja kust tuleks praegu käibes olevatele teooriatele asendust otsida. "Madalasageduslikud gravitatsioonilained võivad anda meile nii nii ideid uute füüsikateooriate loomiseks kui ka aidata mõista, millest koosneb universumi tumesektor – tumeenergia ja tumeaine," sõnas astronoom. Universumit paisutav tumeenergia ja galaktikaid koos hoidev tumeaine osakaal on inimestele nähtavast ainest ja energiast kordades suurem.

Järgmise sammuna plaanivad astronoomid kõigi raadioteleskoopide tehtud vaatluste üheskoos analüüsimist. Viimane võiks anda tulemustele piisava statistilise kindluse, et kuulutada töörühmadele silma jäänud anomaaliad tõeliseks avastuseks.

Tulemused ilmusid ajakirjas The Astrophysical Journal Letters (1, 2, 3, 4).