Lélegzetelállító eredményekhez vezethet a neutroncsillag-összeolvadásból származó gravitációs hullámok észlelése

Lélegzetelállító eredményekhez vezethet a neutroncsillag-összeolvadásból származó gravitációs hullámok észlelése a szakértők szerint. Először sikerült kutatóknak közvetlenül észlelniük neutroncsillag-összeolvadásból származó gravitációs hullámokat az amerikai lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatórium (LIGO) és olaszországi párja, a VIRGO detektoraival.

Az ütközést kísérő fényjelenséget is meg tudták figyelni mintegy 70 földi és űrtávcsővel.
Az augusztus 17-én magyar idő szerint 14 óra 41 perckor észlelt kozmikus jelenség viszonylag közel, a Földtől nagyjából 130 millió fényévnyire következett be. A két, mintegy 1,1 és 1,6 naptömegű neutroncsillag nagyjából 300 kilométerre megközelítette egymást, majd egyre gyorsulva, spirális pályán összeütközött, miközben mintegy 100 másodpercen keresztül gravitációs hullámjeleket keltettek – olvasható a LIGO honlapján.
A mostani az első alkalom, amikor a tudósok egy kozmikus jelenséget a gravitációs hullámjelek mellett elektromágneses sugárzás formájában is képesek voltak megfigyelni. A gravitációs hullámok után két másodperccel ért el a Földre az ütközés nyomán felszabadult gammasugárzás, amelynek rövid és gyenge jelét a Fermi és az Integral űrtávcsövek észlelték. A gammakitörés jeleinek két másodperces késése Albert Einstein egy újabb jóslatát is igazolja, mivel bizonyítékot jelent arra, hogy a gravitációs hullámok valóban fénysebességgel terjednek.
„Évtizedeken át gyanítottuk, hogy a rövid gammasugár-robbanásokat neutroncsillagok egybeolvadása okozza. Most megkaptuk a választ. A gravitációs hullámok alapján az egybeolvadó objektumok tömege összeegyeztethető a neutroncsillagokkal, a gamma-sugarak felvillanása alapján pedig elmondható, hogy az objektumok nem fekete lyukak, hiszen azok összeütközése nem jár fényjelenséggel” – mondta Julie McEnery, a NASA Goddard Űrközpontjának munkatársa, a Fermi projekt kutatója.
Miközben az egyik rejtély úgy tűnik, megoldódott, újabb jelenségekre kereshetik a magyarázatot a szakértők. A megfigyelt rövid gammasugár-robbanás az egyik legközelebbi volt a Földhöz az eddig tapasztaltak közül, mégis meglepően gyenge volt a távolsághoz képest. A kutatók modelleket dolgoznak ki ennek értelmezésére – mondta McEnergy.
A neutroncsillag-összeolvadást kísérő fényjelenségek részletes vizsgálatához szükség volt a forrásgalaxis pontos meghatározására. A két LIGO detektor adatai alapján a neutroncsillagok helyzetét 190 négyzetfoknyi területre sikerült behatárolni, a Virgo detektor adataival a gravitációs hullám forrásának helyzetét tovább lehetett pontosítani.
„Az eddig észlelt gravitációs hullámok közül ezt az esemény sikerült a legpontosabban lokalizálni. Ez a rekordpontosság lehetővé tette a csillagászok számára, hogy olyan megfigyeléseket végezzenek, amely lélegzetelállító eredmények sokaságához vezetheti őket” – fogalmazott Jo van den Brand, a VIRGÓ-val együttműködő amszterdami Nikhef Intézet munkatársa.
„Ez az eredmény remekül példázza a csapatmunka hatékonyságát, a koordináció fontosságát és a tudományos együttműködés értékét” – emelte ki Federico Ferrini, az európai gravitációs obszervatórium (EGO) igazgatója. Hozzátette: „nagy örömünkre szolgál, hogy fontos részt vállalhattunk ebben a különleges tudományos feladatban. A VIRGO nélkül nagyon bonyolult lett volna meghatározni a gravitációs hullámok forrását”.
„Amikor a LIGÓ-t terveztük az 1980-as évek végén, tudtuk, hogy gravitációshullám-vizsgáló obszervatóriumok nemzetközi hálózatára lesz szükségünk, hogy segítsék a gravitációs hullámok forrásának helymeghatározását, hogy a fényen alapuló teleszkópok figyelemmel követhessék és tanulmányozhassák az olyan események fényét, mint a neutroncsillagok összeolvadása” – mondta Fred Raab, a kaliforniai műszaki egyetem, a Caltech munkatársa, a LIGO társigazgatója. „Ma elmondhatjuk, hogy gravitációshullám-hálózatunk briliánsan működik együtt a fényen alapuló obszervatóriumokkal, megnyitva a csillagászat egy új korszakát” – tette hozzá. Raab kiemelte azt is, további obszervatóriumokat terveznek Japánban és Indiában.
A felfedezés eredményeit a Physical Review Letters című folyóirat legfrissebb száma közölte.