A harmadik gravitációshullám-észleléssel új korszak kezdődött a csillagászatban

Újabb gravitációshullám-észlelést jelentett be a LIGO obszervatórium: 2017. január 4-én két közepes tömegű fekete lyuk összeolvadásának „híre” érkezett meg bolygónkhoz, a téridő finom rezgései formájában. Ez szűk másfél éven belül a harmadik ilyen felfedezés, ami igencsak jó hír a csillagászoknak, hiszen eszerint az ilyesfajta jelenségek egyáltalán nem ritkák.

„Most már tisztán látszik, hogy a gravitációshullám-detektorok valóban új ablakot nyitnak a világegyetemre, és megkezdődhet az asztrofizika ezen új ágának megfigyelési korszaka” – mondta el Frei Zsolt, az Eötvös Loránd Tudományegyetemen működő MTA Lendület Asztrofizikai Kutatócsoport vezetője az mta.hu-nak.

A LIGO három igazolt észlelésében (GW150914, GW151226, GW170104) szereplő fekete lyukak tömege láthatóan egészen más tartományba esik, mint azoké, amelyeket korábbi röntgencsillagászati mérésekkel mutattak ki. (A szaggatott körvonallal jelölt LVT151012 szintén LIGO-mérés, azonban konfidenciája nem elegendő ahhoz, hogy "igazoltnak" tekintsék.) Forrás: LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)

A mostani, harmadik észlelést kiváltó esemény a korábbiakhoz képest több mint kétszeres távolságban, tőlünk nagyjából 3 milliárd fényévnyire történt. A két közepes tömegű fekete lyuk összeolvadásának eredményeként keletkezett fekete lyuk tömege a Nap tömegének 49-szerese, ami a korábbi két észlelésnél meghatározott értékek (62 és 21 naptömeg) közé esik.

"A LIGO harmadik gravitációshullám-észlelése az előzőekhez képest egészen új információt is adott a feketelyuk-párosról. A detektált hullám alakjából kikövetkeztethető, hogy legalább az egyik résztvevő fekete lyuk forgástengelye nem abba az irányba mutatott, mint a két égitest egymás körüli keringésének tengelye" – mondta el Raffai Péter, az ELTE adjunktusa, aki adatfeldolgozási munkát irányítja Frei kutatócsoportjában. Az eddigi mérések pedig már arra is lehetőséget adnak, hogy a kutatók az első statisztikákat is elkészítsék a feketelyuk-párok viselkedéséről, és így meghatározzák kialakulásuk legvalószínűbb modelljét.

A korábbi elgondolások szerint ugyanis kétféleképpen jöhetnek létre ilyen párok: eleve egymás körül keringő csillagok (szupernóva)robbanása következtében, vagy sűrű csillaghalmazokban egymás mellé kerülő, de egymástól függetlenül, korábban már kialakult fekete lyukakból. Előbbi esetben a forgás és a keringés tengelye egy irányba mutat, így a mostani megfigyelés a független kialakulás felé billenti a mérleg nyelvét.

Az eddigi észlelések alapján az elméleti fizikusok bízhatnak abban, hogy a következő években tovább gyarapodnak ismereteik a közepes tömegű fekete lyukak formálódási mechanizmusairól. Ha pedig a két ma működő LIGO-detektor mellett idén nyáron üzembe áll az európai Virgo is, a források pontosabb helymeghatározása is lehetővé válik.

A most detektált eseményben szereplő fekete lyukak fantáziaképe az összeolvadást megelőzően Forrás: LIGO/Caltech/MIT/Sonoma State (Aurore Simonnet)