Még több gravitációs hullámot talált a LIGO

3105

2017 augusztusában két fontos felfedezés is történt a gravitációs hullámok terén. A GW170814 azonosítójú volt az első hullám, amelyet három detektor is fogott, az eddigi legpontosabb iránybecslést adva összeütköző fekete lyukak helyzetére az égbolton. Majd a három nappal később azonosított GW170817, az elsőként észlelt neutroncsillag-összeolvadás még nagyobb szenzációt csapott. Az élet furcsa fintora, hogy ez a két felfedezés teljesen háttérbe szorított egy két hónappal korábban észlelt, “egyszerű” gravitációshullám-jelet. Jól jelzi a terület fejlődését, hogy két évvel a legelső felfedezés bejelentése óta odáig jutottunk, hogy a kutatóknak már rangsorolniuk kell, melyik hullám a fontosabb eredmény.

Az észlelt jelek az adatokban. (LIGO)

A GW170608 jelzést kapott esemény leírását végül a héten tették közzé a LIGO és Virgo konzorciumok. A 2017. június 8-án észlelt gravitációs hullámok kb. 1,1 milliárd fényév távolságból érkeztek hozzánk, és két fekete lyuk összeolvadását jelezték. A modellszámítások alapján ezek az eddigi legkisebb tömegű fekete lyukak, amiket sikerült így megfigyelni: az ütközés előtt kb. 7 és 12 naptömegűek lehettek (bár több naptömegnyi bizonytalansággal a tömegbecslésben). Ez pedig kisebb az eddigi rekorder GW151226 esemény fekete lyukainál is. Az ütközés alatt nagyjából egy naptömegnek megfelelő mennyiségű energiát sugároztak szét gravitációs hullámok formájában.

Az esemény érdekessége, hogy a kisebbik, 5-9 naptömeg közötti fekete lyuk már olyan kicsi, hogy összemérhető a korábban, kölcsönható kettőscsillagokban talált fekete lyukakkal. Vagyis végre nem csak neutroncsillagok, hanem fekete lyukak esetében is megvan a kapcsolódási pont a gravitációs hullámok és az elektromágneses sugárzás segítségével megfigyelt égitestek között. A fekete lyukaknak persze nincs közvetlen fénye, amit észlelni lehetne: ezeknél a kölcsönható társcsillagból a fekete lyukra áramló, felforrósodó gáz röntgensugárzását lehetne kimutatni. De most már közvetlen bizonyíték is rendelkezésünkre áll, hogy kisebb, csak néhány naptömegnyi fekete lyukak is léteznek az Univerzumban.

Az eddig észlelt gravitációshullám-források, és a fény segítségével megtalált neutroncsillagok és fekete lyukak eloszlása. (LIGO-Virgo/Frank Elavsky/Northwestern)

A sikeres észlelés egyébként nem kis részben a szerencsén is múlt. Az európai Virgo detektor ugyan működött már, de augusztusig csak tesztelték, és nem gyűjtött tudományos adatokat. A LIGO detektorokat egy hónappal korábban rövid időre leállították, hogy az interferométerek normál esetben vákuumot tartalmazó karjaiban karbantartást végezhessenek. A livingstoni állomást két héttel később újra beindították, de a hanfordi interferométerrel problémák adódtak, és végül csak június 7-én délután tudták üzembe helyezni. Amikor a gravitációs hullámok áthaladtak a detektoron, a mérnökök még kalibrálták az interferométer tükreit, emiatt Hanfordban nem is működött a jelkereső automatika. Szerencsére az adatok kézi átfésülése során kiderült, hogy a kalibrálás olyan frekvenciákon történt, amely kellően távol volt a gravitációs hullámok frekvenciatartományától, így meg tudták erősíteni a felfedezést.

És mit várhatunk akkor a közeljövőben gravitációs hullámoktól? A legutóbbi, augusztus 25-én véget ért, 10 hónapos méréssorozatot még mindig elemzik a kutatók, így elképzelhető, hogy egy-két további észlelést is bejelentenek még. Közben a detektorok további fejlesztéseken esnek át, és jövő ősszel még nagyobb érzékenységgel fognak újraindulni, még tovább kiterjesztve legújabb érzékszervünk hatósugarát.

Az eredményeket bemutató szakcikk az Astrophysical Journal Letters folyóiratnál vár bírálatra.

Forrás: LIGO

Hozzászólás

hozzászólás