Miért nagy mérföldkő a mostani bejelentés?
Azért, mert - először észleltek gravitációs hullámokat neutroncsillagok összeütközéséből; - bebizonyosodott, hogy az ilyen eseményeket gamma-kitörések követhetik; - bebizonyosodott, hogy a gravitációs hullámok valóban fénysebességgel terjednek; - a forrás fényének megfigyeléséből sok új információt szerezhetnek a csillagászok az univerzum kémiai fejlődéséről.
2017. augusztus 17-én az USA-ban lévő LIGO és az Olaszországban lévő Virgo detektorok gravitációshullám-jelet észleltek, amelynek a forrása két neutroncsillag összeütközése volt. Az ütközés résztvevői körülbelül 1,1 és 1,6 naptömegűek lehettek. Az észlelés több rekordot is megdöntött, hiszen 130 millió fényéves becsült távolságával ez az eddigi legközelebbi észlelt gravitációshullám-forrás, egyúttal résztvevőinek tömege is jóval kisebb, mint az eddig észlelt összeütközésekben szereplő fekete lyukaké – írja az MTA.
Sűrű táncrend nehéz elemekkel
A neutroncsillagokról érdemes tudni, hogy igen kicsi, nagyjából 20 kilométer átmérőjű, elképesztően sűrű égitestek – ha valamiképp módunk lenne egyetlen teáskanálnyi mintát venni anyagukból, ez körülbelül egymilliárd tonnát nyomna.
A gravitációshullám-detektorok által észlelt jelek akkor keletkeztek, amikor két neutroncsillag nagyjából 300 kilométerre megközelítette egymást, és egyre gyorsulva, spirális pályán összeütköztek.
(A videón látható (1) a Fermi űrtávcső által észlelt gamma-kitöréshez meghatározott égterület, (2) a Fermi és az INTEGRAL űrtávcsövek észlelési időiből kiszámolt égterület, (3) a LIGO detektorok által meghatározott égterület, (4) a LIGO és Virgo detektorok adatainak közös elemzésével leszűkített égterület, majd (5) az ezen belül található lehetséges forrásgalaxisok és (6) az utófény forrásgalaxisa, az NGC 4993 nevű galaxis. Forrás: LIGO/Virgo)
A gravitációs hullámok után 2 másodperccel ért el hozzánk az ütközés nyomán felszabadult gamma-sugárzás, ezt észlelték is a Fermi és az INTEGRAL űrtávcsövek. Ez a késés tökéletesen megfelelt a modelleknek (tehát ugyanennyi lehetett a különbség a jelek keletkezésénél is), így Einstein egy újabb jóslata igazolódott be: a gravitációs hullámok valóban fénysebességgel terjednek.
A gravitációs hullámok és a gamma-sugarak detektálása után is maradt még izgalmas észlelnivaló, ugyanis az ütköző neutroncsillagok környezetében maradó anyag az elektromágneses spektrum számos hullámhosszán sugároz, a röntgentől a rádióhullámokig.
Ezekből a későbbi mérésekből a csillagászok különféle nehéz elemek, így arany és platina jelenlétét mutatták ki. Így tehát bizonyossá vált, hogy legalábbis részben ilyen ütközések hozhatták létre és szórhatták szét az űrben a vasnál nehezebb kémiai elemeket.
Az, hogy a neutroncsillagok ütközésekor nemcsak elektromágneses, hanem gravitációs hullámok is keletkeznek, azt jelenti, hogy egyazon eseményről két fizikailag teljesen különböző méréssel is információhoz juthatunk. Erre mindeddig nem volt lehetőség a csillagászatban, hiszen minden információ, amit a világegyetem távoli területeiről szereztünk, az elektromágneses sugárzás valamilyen formájában jutott el hozzánk.
Frei Zsolt asztrofizikus, az ELTE Fizikai Intézetének igazgatója, a LIGO csoport vezetője az mta.hu-nak elmondta: ez az észlelés nagy szerencse, mert a detektorok jelenlegi érzékenysége mellett csak a hozzánk közeli neutroncsillag-ütközéseket lehet megfigyelni. Ez az esemény a maga 130 millió fényéves távolságával nagyon közelinek számít.
Forrás: MTA Címlapkép: Pixabay
