Csillagászati áttörés magyar közreműködéssel

Először figyeltek meg közvetlenül egy fekete lyukból és egy neutroncsillagból alkotott kettős rendszert – jelentette be a Wigner Fizikai Kutatóközpont. A munkában három magyar kutatócsoport is részt vett.

Újabb hiányzó láncszemmel egészítette ki az extrém kozmikus jelenségekről alkotott ismereteinket a gravitációs hullámok detektálására létrejött LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) együttműködés, amelyben három magyar kutatócsoport is részt vesz.

A jelenség teljesen új rendszert képvisel, mivel eddig csak kettős fekete lyukakból vagy kettős neutroncsillagokból álló rendszerek által sugárzott gravitációs hullámokat észleltek. Ez a felfedezés azokba az összetett mechanizmusokba enged betekintést, amelyek az extrém és ritka asztrofizikai eseményeket előidézhették, és a korábbi Virgo- és LIGO-észlelésekkel együtt egy még fel nem térképezett kozmikus tájat nyitnak meg előttünk – hangsúlyozta közleményében a kutatóközpont.

A kutatóknak sikerült olyan kettős rendszereket megfigyelniük, amelyek egy fekete lyukból és egy neutroncsillagból (NSBH) állnak: 2020 januárjában két olyan rendszer gravitációhullám-jelét észlelték, amelyekben egy fekete lyuk és egy körülötte keringő neutroncsillag olvadt össze egyetlen objektummá.

Ezeknek a vegyes rendszereknek a létezését a csillagászok már több évtizeddel ezelőtt megjósolták, de eddig soha nem figyelték meg kellő bizonyossággal, sem elektromágneses, sem gravitációs jelek révén. A jelentős eredmény a The Astrophysical Journal Letters című folyóiratban jelent meg.

A tavaly januárban észlelt gravitációshullám-jelek értékes információkat hordoznak a rendszerek fizikai jellemzőiről, például a két NSBH-pár tömegéről és távolságáról, valamint azokról a mechanizmusokról, amelyek a kettőst létrehozták és a komponensek összeolvadásához vezettek.

„Bizonyítékokat nyertünk arra, hogy műszereink érzékenysége már meghaladja az ilyen rendszerek felderítéséhez szükséges küszöböt, így azt várjuk, hogy ez a következő megfigyelési időszakokban rutinszerűvé válhat” – jelentette ki Giancarlo Cella, a Virgo adatelemzési koordinátora.

A LIGO-Virgo együttműködés munkájában három magyar kutatócsoport is részt vesz. A Wigner FK-ban működő, Vasúth Mátyás vezette Gravitációfizikai Kutatócsoport 2010-től a Virgo együttműködés tagja. Az Eötvös Gravity Research Group, amely az Eötvös Loránd Tudományegyetemen működik Frei Zsolt vezetésével, 2007 óta a LIGO tudományos együttműködés tagja. Szintén a LIGO együttműködés tagja a Szegedi Tudományegyetem gravitációs hullámok kutatásával foglalkozó, Gergely Árpád László vezette kutatócsoportja, mely 2009-től az ELTE csoport külső tagjaként, 2014-től pedig önállóan végzi kutatómunkáját. Az együttműködésnek a három magyarországi kutatócsoporton kívül is vannak magyar résztvevői, Bartos Imre a Floridai Egyetem, Márka Szabolcs és Márka Zsuzsa pedig a Columbia Egyetem kutatóiként vesznek részt a munkában.

MTI / PH