Gravitációs hullám és gammakitörés egyszerre
A két neutroncsillag összeütközéséből származó jelek forrását egy magyar galaxiskatalógussal sikerült azonosítani, melyet a Frei Zsolt asztrofizikus által vezetett ELTE-s kutatócsoport készített el.
2017. augusztus 17-én, magyar idő szerint 14:41:04-kor a LIGO és Virgo detektorok gravitációshullám-jelet észleltek, amelynek a forrása két neutroncsillag összeütközése volt. Az észlelést követően 70 földi és űrtávcső fordult rá a célpontra, és figyeli még most a fejleményeket, amelyekből megérthetjük a nehéz elemek kialakulásának folyamatát is. A jelek elemzéséből a kutatók megállapították, hogy 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 (egy nagyságrenddel) kisebb, mint az eddig észlelt összeütközésekben szereplő fekete lyukaké.
A két LIGO detektor adatai alapján a neutroncsillagok helyzetét 190 négyzetfoknyi területre sikerült behatárolni (ez a telihold területének kb. 950-szerese). Azonban az Olaszországban immár működő Virgo detektor adataival a gravitációs hullám forrásának helyzetét tovább lehetett pontosítani. Így 28 négyzetfokra, tehát az eredeti terület 14,7%-ára sikerült redukálni azt a területet, ahonnan a gravitációs hullámok elindulhattak.
Összesen 34 olyan csoport kezdett méréseket végezni, mely a LIGO-Virgo észleléseinek elektromágneses „párjait” keresi, többen is az ELTE galaxiskatalógusát használva iránymutatásul.
Közéjük tarozott az elsőként sikerrel járó Las Campanas Obszervatórium is, mely 1 méteres Swope teleszkópjával rálelt az elektromágneses jelre. Eredményük azt mutatja, hogy a gammakitörés a tavasszal tőlünk is látható Hydra vagy más néven Északi Vízikígyó csillagképben elhelyezkedő NGC 4993 jelű galaxisból származik.
A gravitációs és az elektromágneses jelek forrásának helye, ideje és jellege lényegében kizárja, hogy két különálló eseményből származnának. Így kimondható, hogy e megfigyeléssel megszületett a többcsatornás csillagászat, amelyben egy forrás észlelése több információhordozó megfigyelésével történik.
Frei Zsolt asztrofizikus, az ELTE Fizikai Intézetének igazgatója, a LIGO csoport vezetője 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. Más lesz a helyzet 2-3 év múlva, amikor – a műszerek érzékenységének további fokozásával – valószínűleg ugyanolyan gyakorissággal lehet majd neutroncsillag-ütközéseket észlelni az univerzum távolabbi tartományaiból, mint ahogyan ma az a fekete lyukak esetében tapasztalható, persze azzal a megjegyzéssel, hogy akkor az észlelt feketelyuk-összeütközések rátja is nagyobb lesz a mainál.
A LIGO-Virgo Kollaboráció az ELTE galaxiskatalógusából azonosított galaxisokat használta arra is, hogy a gravitációshullám-észlelésből kiszámolják a világegyetem tágulásának ütemét leíró Hubble-állandó értékét.
A Hubble-állandó meghatározására mindeddig csak elektromágneses megfigyelések adtak módot, a gravitációs hullámokon alapuló számítás egy teljesen új, független ellenőrzési lehetőséget jelent. Az eredmény: az új módszerrel kapott érték összhangban volt a korábbiakkal.
Az ELTE LIGO tagcsoportja. Balról jobbra: Bécsy Bence, Raffai Péter, Frei Zsolt, Dálya Gergely és Szölgyén Ákos.