Minden eddiginél grandiózusabb feketelyuk-összeolvadásra figyeltek fel a szakértők.

Az amerikai Nemzeti Tudományos Alap (NSF) által támogatott LIGO obszervatóriumok keretein belül végzett LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) együttműködés egyedülálló feketelyuk-kettős összeolvadást észlelt, amely minden eddigi rekordot megdöntött. E különleges esemény nem csupán a hatalmas tömege miatt figyelemre méltó, hanem mert a keletkezésének hátterét kutatva a tudósok közelebb kerülhetnek a fekete lyukak keletkezésének titkainak feltárásához is.

A GW231123 jelzésű jelet az ún. negyedik megfigyelési időszakban észlelték a LIGO Livingstonban (Louisiana állam) és Hanfordban (Washington állam) található ikerdetektorai, 2023. november 23-án. Az eredményt a 24. Nemzetközi Általános Relativitáselmélet és Gravitáció Konferencián (GR24) és a 16. Edoardo Amaldi Gravitációs Hullám Konferencián, a két szakterület legnagyobb tudományos szakmai rendezvényén mutatták be, amelyek most közösen kerültek megrendezésre Glasgowban (Skócia), július 14 és 18. között.

A LIGO (Lézer Interferométeres Gravitációs Hullám Obszervatórium) 2015-ben mérföldkőhöz érkezett, amikor először sikerült észlelni a gravitációs hullámokat. E hullámok egy feketelyuk összeolvadásából eredtek, amelynek következtében egy hatalmas fekete lyuk keletkezett, tömegét tekintve a Nap 62-szerese. Azóta a LIGO által észlelt gravitációs hullámok száma megközelíti a 300-at, és a legutóbbi megfigyelési időszakban, amely 2023 májusában kezdődött, már 200 hullámot regisztráltak.

A legfrissebb kutatások során egy lenyűgöző, eddigi legnagyobb tömegű fekete lyuk jött létre, mely a Nap tömegének körülbelül 225-szöröse. Ez a felfedezés azt jelenti, hogy a kozmikus méretek között eddig soha nem tapasztalt méretű objektumot figyelhetünk meg. Ez a hatalmas fekete lyuk két kisebb fekete lyuk összeolvadásából született, amelyek tömege 100 és 140 naptömeg körül mozgott, ráadásul rendkívül gyors forgással rendelkezik. A csillagfejlődés hagyományos elméletei nem tudják megmagyarázni az ilyen gigantikus fekete lyukak keletkezését, így a tudósok azt feltételezik, hogy a most összeolvadt fekete lyukak elődjei is kisebb fekete lyukak egyesüléséből származtak.

Az Eötvös Loránd Tudományegyetem Fizikai és Csillagászati Intézetének kutatócsapata, Frei Zsolt irányításával, már 2007 óta aktívan részt vesz a közös munkában, hozzájárulva ezzel a kollaboráció sikeres fejlődéséhez. Azóta folyamatosan bővítik tudományos tevékenységüket és hozzájárulnak a projekt céljainak megvalósításához.

"Az esemény különlegessége, hogy a LIGO obszervatórium képes volt érzékelni ezt a rendkívül nagy tömegű fekete lyuk párost még nagy távolságból is - osztotta meg a legfrissebb eredményekről Frei Zsolt. Ugyanakkor kihívást jelent, hogy megfejtsük, miként alakulhatott ki ilyen közepes tömegű fekete lyuk a kisebb fekete lyukak összeolvadásából ilyen rövid idő alatt, ráadásul ekkora forgási sebességgel."

A GW231123 eseményben részt vevő fekete lyukak óriási tömege és rendkívüli forgási sebessége, amely közelít az Einstein által felvázolt maximális forgási határhoz, komoly kihívásokat támaszt a gravitációs hullámok detektálásának technológiáival és az elméleti modellezéssel szemben. Ennek következtében a kutatók folytatják a részletes elemzéseket és a modellek finomítását, hogy képesek legyenek értelmezni az ilyen szélsőséges eseményeket, ám ez a folyamat akár éveket is igénybe vehet.

A jelenlegi gravitációs hullámokat észlelő LIGO, valamint a Virgo és KAGRA detektorok célja, hogy nyomon kövessék a kozmikus események által generált finom téridő-torzulásokat. Az együttműködés negyedik megfigyelési időszaka 2023 májusában indult, és az első fél év további észleléseinek eredményeit (2024 januárjáig) a nyár folyamán fogják nyilvánosságra hozni. Ezért izgalmas új felfedezésekre számíthatunk a közeljövőben!

Reményeink szerint a neutroncsillagok összeolvadásának eseményeit is sikerül majd észlelni, hiszen az ELTE kutatóinak ez az egyik legfontosabb célja. Aktívan dolgozunk azon, hogy ezeknek az eseményeknek a lokalizálásával más távcsövek is lehetőséget kapjanak a megfigyelésükre. Azonban fontos megjegyezni, hogy a neutroncsillag-összeolvadások sokkal ritkábbak, mint a fekete lyukak összeolvadása, amelyből már körülbelül 300 eseményt detektáltunk az 2015-ös felfedezés óta. Ezzel szemben neutroncsillag-összeolvadásból eddig mindössze egyet sikerült rögzítenünk – mondta Frei Zsolt. Hozzátette, hogy a legutóbbi megfigyelési időszak, amely eddig a leghosszabb és legérzékenyebb volt, eredetileg nyáron zárult volna, de november végéig meghosszabbították. Ennek az az oka, hogy nemrégiben megkezdődött a világ legnagyobb csillagászati kamerájával felszerelt obszervatórium működése az Atacama-sivatagban, 2680 méter magasságban, amely az ún. Legacy Survey of Space and Time (LSST) nevet viseli. Ez a projekt tíz éven át színes, nagy felbontású felvételeket készít az univerzumban zajló időbeli változásokról. A kollaboráció tagjai úgy vélik, hogy érdemes lenne a két obszervatórium közötti együttműködést megvalósítani, mielőtt a LIGO detektorait hosszabb időre leállítják a további fejlesztések érdekében.

"Lenyűgöző élmény lenne, ha ebben az időszakban tanúi lehetnénk egy összeolvadó neutroncsillag eseményének, és ezt az LSST segítségével nyomon követhetnénk. Az ELTE-s kutatók számára ez különösen izgalmas lehetőség, mivel mi kiemelt figyelmet fordítunk erre a területre" - emelte ki Frei Zsolt, hangsúlyozva kutatásaik jelentőségét.

Sajnálom, de nem tudom megnyitni a megadott linket, mivel a böngészés nem engedélyezett számomra. Viszont szívesen segítek bármilyen információval vagy a szöveg átfogalmazásával, ha tudod megosztani a tartalmát vagy a főbb pontjait! Kérlek, írd le, miről szól a sajtóközlemény, és én segítek egyedivé tenni a szöveget.

Fedezd fel a LIGO kollaboráció magyar nyelvű weboldalát: https://ligo.elte.hu/. Itt izgalmas információkat találhatsz a gravitációs hullámok kutatásáról és a legfrissebb tudományos eredményekről!

(Borítókép: Two black holes merged (illustrated) in the most massive collision of its type ever confirmed, physicists report. VICTOR de SCHWANBERG/SCIENCE PHOTO LIBRARY)