Ritka felfedezés: 142 naptömegű fekete lyukat találtak, gravitációs hullámokat észleltek

A gravitációshullám-eseményt a globális detektorhálózat három interferométere még 2019. május 21-én figyelte meg. A GW190521 kódnévvel ellátott hullámjelet elemző kutatók a forrás luminozitási távolságát körülbelül 17 milliárd fényévre becsülik. A felfedezésről és annak asztrofizikai következményeiről beszámoló két tudományos cikk szerdán jelent meg a Physical Review Letters és az Astrophysical Journal Letters című tudományos folyóiratokban.

A tavaly május 21-én megfigyelt jel nagyon összetett, és mivel az észlelt rendszer nagy tömegű, a hullámjelet csak rövid ideig, kb. 0,1 másodpercig figyeltük meg – mondta Nelson Christensen, a Virgo együttműködés tagja. Hozzátette, hogy a jel elemzése, amely a legkorszerűbb számítási modelleken alapul, számos információt tárt fel az ütközés különböző szakaszairól.

Ami az asztrofizikusok figyelmét különösen felkeltette az az, hogy a két fekete lyuk ütközése utáni maradvány az úgynevezett „közepes tömegű fekete lyukak” osztályába, vagyis a száz és százezer naptömeg közöttiek közé tartozik. Az ebbe a populációba tartozó fekete lyukak iránti érdeklődés az asztrofizikusok és kozmológusok részéről az egyik legizgalmasabb és legnagyobb kihívást jelentő rejtvényhez kapcsolódik: a szupermasszív fekete lyukak eredetéhez.

Ezek a hatalmas, a Napnál milliószor, milliárdszor nehezebb szörnyek, amelyek gyakran a galaxisok középpontjában vannak, a „kisebb” közepes tömegű fekete lyukak ütközéséből alakulhatnak ki.

A szakemberek szerint a GW190521 összeütköző kettős rendszer komponensei és dinamikája rendkívüli asztrofizikai következtetésekre ad lehetőséget. A nagyobb tömegű komponens további kérdéseket vet fel azokkal a modellekkel kapcsolatban, amelyek a nagy tömegű csillagok fekete lyukakká történő összeomlását írják le.

Ezen modellek alapján a nagy tömegű csillagokat teljesen szétszakítja a szupernóva-robbanás, ami mindössze gázt és kozmikus port hagy maga után. Ennek következtében az asztrofizikusok nem várnak fekete lyuk megfigyeléseket a nagyjából 60 és 120 naptömeg közé eső tartományban: pontosan abban a tömegtartományban, amelyben a GW190521 jelet kibocsátó kettős rendszer nagyobb tömegű komponense található. Ezért ez a megfigyelés új távlatokat nyit a nagy tömegű csillagok és szupernóva-mechanizmusok tanulmányozásában.

Szupernóva. (Illusztráció.)

X-ray: NASA/CXC/RIKEN & GSFC/T. Sato et al; Optical: DSS

Lehetséges, hogy felül kell vizsgálnunk a csillagok életének végső szakaszáról alkotott képünket és az ebből eredő korlátozásokat a kialakuló fekete lyukak tömegére. Akárhogy is legyen, a GW190521 jelentősen hozzájárul a fekete lyukak kialakulásának tanulmányozásához – állapította meg Michela Mapelli, a Padovai Egyetem professzora.

Továbbra is számos eltérő forgatókönyv egyeztethető össze a kapott eredményekkel. A kutatók még azt az elképzelést sem vetették el, hogy az összeütköző objektumok esetleg ősi, az ősrobbanásból származó fekete lyukak lehetnek. Becsléseink szerint

ez az összeütközés körülbelül 7 milliárd évvel ezelőtt, az univerzum korai időszakában történt.

A megfigyelt GW190521 jel nagyon rövid időtartamú és nehezebben elemezhető a korábbi gravitációshullám-észlelésekhez képest. A jel bonyolultabb jellege miatt az eddigiektől eltérő, különleges forrásokat is figyelembe vettek, és ezeket a lehetőségeket egy kísérő publikáció ismerteti majd.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának Facebook-oldalát.