Összeolvadó óriások

A csillagászok június 29-én jelentették be, hogy először sikerült olyan kettős rendszereket megfigyelni, melyek egy fekete lyukból és egy neutroncsillagból (NSBH) állnak. A felfedezéshez egy 2020 januárjában észlelt gravitációhullám-jel vezetett, ami egy fekete lyuk és egy körülötte keringő neutroncsillag összeolvadásából származott. 

Az ilyen vegyes rendszerek létezését már több évtizede megjósolták, de eddig nem sikerült igazolni a létezésüket.

Az első jeleket 2020 január 5-én az Egyesült Államokban található Advanced LIGO detektor és az olaszországi Advanced Virgo detektor észlelte egy gravitációs hullám formájában, amit az NSBH-pár a csökkenő sugarú pályáján utolsó, az összeolvadást megelőző keringése során bocsátott ki. 10 nappal később újabb hasonló jelet észleltek, egy másik hasonló kettős rendszerből, ezt már az Advanced LIGO és Virgo detektorai is észlelték. A GW200105 és a GW200115 jelzésű események képviselik a neutroncsillagok és fekete lyukak kevert rendszere által sugárzott gravitációs hullámok első megfigyelését.

LIGO detected gravitational waves from the black hole-neutron star merger. This simulation depicts what a (well protected) observer might see from nearby. https://t.co/n84kwnimlW pic.twitter.com/dxemzZbKaB

— Corey S. Powell (@coreyspowell) June 29, 2021

Egymilliárd éves történet

A jeleket elemezve kiderült, hogy a GW200105-eseményben részt vevő fekete lyuk és neutroncsillag tömege körülbelül 8,9-szerese és 1,9-szerese volt a Nap tömegének. Maga az egyesülés 900 millió évvel ezelőtt történt, a GW200115-esemény pedig majdnem egymilliárd évvel ezelőtt.

„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.” - mondta el Giancarlo Cella, az INFN kutatója és a Virgo adatelemzési koordinátora.

„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" - mondta el a felfedezésről Dr. Barta Dániel, a Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos munkatársa, a Virgo együttműködés tagja.

"Amikor a neutroncsillag megközelíti a fekete lyukat, az árapályerők deformálják a csillagot és olyan rezgéseket gerjesztenek, amelyek tipikusan hosszú időtartamú gravitációshullám-jeleket bocsájtanak ki és csatolódnak a kompakt kettős jeléhez. Ilymódon a frekvenciájuk segítségével jellemezett rezgések a csillagok szerkezetéről is információkat kódolnak a gravitációshullám-jelbe” - tette hozzá a csillagász. 

(Forrás: Physicsworld Kép: NSBH EGO/Virgo)

Ez is érdekelhet:

A fekete lyukak talán nem is feketék A fekete lyukak gravitációs mezőjéből még a fény sem szabadulhat, rendkívül rejtélyes objektumok, így talán az sem okoz nagy meglepetést, hogy talán nem is feketék és még csak nem is lyukak.

Fekete lyukak tánca a Tejúttal összeolvadó Androméda-ködben A két galaxis megállíthatatlanul száguld egymás felé, és a mai számítások szerint nagyjából 10 milliárd év múlva egyesülnek majd teljesen. Nagy tűzijáték lesz, de nem minden látványossága ragyog majd. Lesznek olyanok is, melyek nyomán csak a fény nélküli sötétség növekszik.

Amit a gravitációs hullámmodell felfedett a neutroncsillagok szerkezetéről A neutroncsillagok az univerzum legrejtélyesebb csillagpusztulási folyamata után fennmaradó szélsőséges fizikájú égitestek, melyek éppen hogy csak megúszták, hogy a kétségtelenül legrejtélyesebb égitest váljon belőlük.