Vilma, Ünige, Csaba2021. december 05., vasárnap
Tudomány

Először figyelt meg „vegyes” feketelyuk–neutroncsillag párokat a Virgo és a LIGO

2021.06.29.NGC
National Geographic Magyarország

A Virgo, a LIGO és a KAGRA egy újabb hiányzó láncszemmel egészítette ki az extrém kozmikus jelenségekről alkotott ismereteinket: először figyeltek meg közvetlenül egy fekete lyukból és egy neutroncsillagból alkotott kettős rendszert - olvasható a Wigner Fizikai Kutatóközpont közleményében.

Árapály-katasztrófa: a fekete lyuk szétszakítja a neutroncsillagot.
Forrás: Stockholm U. - Potsdam U. - Max Planck Institute for Gravitational Physics / S.V. Chaurasia, T. Dietrich, N. Fischer, S. Ossokine, H. Pfeiffer

 

Ez egy teljesen újfajta rendszert képvisel, mivel mind ez idáig csak kettős fekete lyukakból vagy kettős neutroncsillagokból álló rendszerek által sugárzott gravitációs hullámokat észleltünk. Ez a felfedezés azokba az összetett mechanizmusokba enged betekintést, amelyek ezeket 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.
A Virgo, a LIGO és a KAGRA tudományos együttműködések 2021. június 29-én bejelentették, hogy elsőként sikerült olyan kettős rendszereket megfigyelniük, amelyek egy fekete lyukból és egy neutroncsillagból (NSBH) állnak. Ezt az eredményt az tette lehetővé, hogy 2020. januárjában észlelték a két rendszer gravitációhullám-jelét, amelyekben egy fekete lyuk és egy körülötte keringő neutroncsillag olvadt össze egyetlen kompakt objektummá. Ezeknek a vegyes rendszereknek a létezését a csillagászok már több évtizeddel ezelőtt megjósolták, de idáig soha nem figyelték meg kellő bizonyossággal, sem elektromágneses, sem gravitációs jelek révén. A mostani, jelentős eredmény a The Astrophysical Journal Letters című folyóiratban jelent meg 2021. június 29-én.

Az esemény animált művészi megjelenítése.
Forrás: OzGrav – Swniburne U./Carl Knox

2020. január 5-én az Egyesült Államokban, a Louisiana állambeli Livingstonban található Advanced LIGO detektor és az olaszországi Advanced Virgo detektor egy gravitációs hullámot figyelt meg, amelyet az NSBH-pár zsugorodó pályáján megtett néhány utolsó, az összeolvadást megelőző keringés során sugárzott ki. Mindössze 10 nappal később egy másik hasonló kettős rendszer keringéséből és összeolvadásából származó második gravitációshullám-jelet is megfigyeltek, ezúttal az Advanced LIGO és Virgo detektorai is. Ez a két, GW200105 és GW200115 jelzésű (észlelésük dátuma alapján) esemény képviseli a neutroncsillagok és fekete lyukak kevert rendszere által sugárzott gravitációs hullámok első megfigyelését.
A januárban észlelt gravitációshullám-jelek értékes információkat hordoznak a rendszerek fizikai jellemzőiről, például a két NSBH-pár tömegéről és távolságáról, valamint azokról a fizikai mechanizmusokról, amelyek a kettőst létrehozták és a komponensek összeolvadásához vezettek. A jel elemzése megmutatta, hogy a GW200105-eseményt létrehozó fekete lyuk és neutroncsillag tömege körülbelül 8,9-szerese és 1,9-szerese Napunk (M☉) tömegének. Továbbá rámutatott, hogy egyesülésük 900 millió évvel ezelőtt történt, több 100 millió évvel azelőtt, hogy az első dinoszauruszok megjelentek a Földön. A Virgo és a LIGO tudósai úgy becsülik, hogy a GW200115-eseményt létrehozó kompakt objektumok tömege nagyjából 5,7 M☉ (fekete lyuk) és 1,5 M☉ (neutroncsillag) volt, és hogy majdnem egymilliárd évvel ezelőtt egyesültek.
„Bizonyítékokat nyertünk arra, hogy műszereink érzékenysége már meghaladja az ilyen rendszerek felderítéséhez szükséges küszöböt” – jelentette ki Giancarlo Cella, az INFN kutatója és a Virgo adatelemzési koordinátora. – „Így azt várjuk, hogy ez a következő megfigyelési időszakokban rutinszerűvé válhat.”
Dr. Barta Dániel, a Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos munkatársa és a Virgo együttműködés tagja a következőképpen kommentálta a bejelentést: „Az olyan kompakt kettős rendszerek, amelyek legalább egyik komponense neutron csillag, nem csak a relativisztikus asztrofizikai objektumokra vonatkozó ismereteinket bővítik, hanem kivételes lehetőséget nyújtanak az extrém nagy sűrűségű maganyag és a gravitáció kapcsolatának tanulmányozására is. A kompakt csillagok olyan megfigyelhető makroszkopikus fizikai jellemzőiből, mint a tömegük és sugaruk, következtethetünk a mikrofizikai tulajdonságaikra. A rövid idejű pericentrikus áthaladás során, mikor a neutroncsillag megközelíti a fekete lyukat, az árapályerők deformálják a csillagot és ún. r-módusú rezgéseket gerjesztenek, amelyek viszont saját, tipikusan hosszú időtartamú gravitációshullám-jeleket bocsájtanak ki és csatolódnak a kompakt kettős jeléhez. Ily módon a frekvenciájuk segítségével jellemezett rezgések a csillagok szerkezetéről is információkat kódolnak a gravitációshullám-jelbe.”
A LIGO–Virgo együttműködés munkájában három magyar kutatócsoport is részt vesz, és a fentihez kapcsolódó kutatási témákon dolgoznak. A Dr. Vasúth Mátyás vezette, a Wigner Fizikai Kutatóközpontban működő Gravitációfizikai Kutatócsoportja 2010-től a Virgo együttműködés tagja. Az Eötvös Gravity Research Group (EGRG) az Eötvös Loránd Tudományegyetemen működik Dr. Frei Zsolt vezetésével, ami 2007 óta az LSC tagja. Szintén a LIGO együttműködés tagja a Szegedi Tudományegyetem gravitációs hullámok kutatásával foglalkozó, Dr. 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, Dr. Bartos Imre, a Floridai Egyetem, Dr. Márka Szabolcs és Dr. Márka Zsuzsa pedig a Columbia Egyetem kutatóiként vesznek résznek a kutatásokban.

Hozzászólások

2030-ban vonulhat nyugdíjba a Nemzetközi Űrállomás

2030-ban vonulhat nyugdíjba a Nemzetközi Űrállomás

Az ISS helyett magántulajdonú űreszközöket kell üzemeltetni alacsony föld körüli pályán a NASA új előterjesztése szerint.

Ismeretlen rokonunk lábnyomaira bukkanhattak

Ismeretlen rokonunk lábnyomaira bukkanhattak

Az 1970-es években feltárt nyomokat eddig medvékhez kötötték, egy új elemzés alapján ugyanakkor egy korai hominina hagyhatta őket.

Miként válnak szabályossá az igazgyöngyök?

Miként válnak szabályossá az igazgyöngyök?

A kagylók akkor fejlesztenek gyöngyöket, ha egy irritáló kis szemcse kerül a testükbe, a gyöngy ezt burkolja be.

Ragyogó planetáris ködöt fotózott a Hubble

Ragyogó planetáris ködöt fotózott a Hubble

A felvételen az objektumban megannyi struktúra rajzolódik ki.

Egy atombombához hasonló pusztítást végzett a Vezúv

Egy atombombához hasonló pusztítást végzett a Vezúv

Újabb áldozat maradványait tárták fel Herculaneum városánál.

National Geographic 2021. novemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

9 995 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket