Titokzatos pulzár, ami forradalmasíthatja a fizikát

A pulzárok a neutroncsillagok egyik speciális osztályába tartozó olyan kozmikus objektumok, amelyek extrém gyorsan forognak a tengelyük körül, miközben rendkívül pontos ritmusú rádióhullám-impulzusokat bocsátanak ki. Egy titokzatos pulzár, amelyre nemrég a galaxisunk, a Tejútrendszer központi régiójában bukkantak rá a csillagászok az ott rejtőző szupermasszív fekete lyuk, a Sagittarius A* közvetlen közelében, az első megfigyelési adatok szerinti olyan tulajdonságok birtokosa lehet, amelyek akár a fizikát is forradalmasíthatják.

Új felfedezés tesztelheti az einsteini elméletet Fotó: NASA/JPL-Caltech

A titokzatos pulzár egy úgynevezett milliszekundumos objektum, ami azt jelent, hogy egyetlen másodperc alatt több százszor fordul meg a tengelye körül.

Titokzatos pulzárt fedeztek fel a Tejútrendszer középpontjában   Fotó: Space.com

A titokzatos pulzár, ami kulcs lehet a kvantumgravitációs elmélethez

Ennek a most felfedezett lehetséges pulzárnak 8,19 milliszekundumként ismétlődnek a jelei, ami már önmagában is izgalmas, mivel a Tejútrendszer közel kétszázmilliárd csillaga között csak alig pár száz ehhez hasonló típusú objektum ismert. A második ok, ami kiemelten különlegessé teszi ezt az objektumot, az a galaktikus helyzete, mert úgy tűnik, hogy az ezredmásodperces pulzár a Sagittarius A*, a galaxisunk középpontjában található hatalmas szupermasszív fekete lyuk közvetlen közelében található. A Sagittarius A* tömege körülbelül 4,3 milliószorosa a Nap tömegének, és félelmetes gravitációs ereje durván eltorzítja körülötte a téridőt.

A Tejútrendszer középpontjában rejtőző gigantikus fekete lyuk, a Sagittarius A* művészi ábrája   Fotó: Space.com

Pulzárnak nevezzük azokat a rendkívül sebesen forgó neutroncsillagokat, amelyek nagyon erős mágneses térrel rendelkeznek. A pulzálás jelensége azoknál a neutroncsillagoknál lép fel, amelyek mágneses tengelye nem esik egybe a forgási tengelyükkel. Ahogy a környezetükben befogott anyag az objektum mágneses pólusai felé zuhan, röntgensugarak formájában nagy mennyiségű energia szabadul fel egy kúp formájú térrészben. A sebesen forgó neutroncsillag pólusairól érkező röntgensugarak az égitest tengelyforgása miatt a távoli megfigyelő számára nagy pontosságú periodikus pulzálásként látszanak. Az egyik legismertebb ilyen objektum a Rák-pulzár, amelynek 33 ezredmásodperces forgása folyamatosan lassul. A Rák-pulzár az égbolt legerősebb gamma-sugárzásának forrása is egyben.

A Sagittarius A*-t már korábban is felhasználták Einstein általános relativitáselméletének tesztelésére. Ha a pulzárjelölt valóban ott van, ahol az első megfigyelések alapján meghatározták a helyzetét, vagyis a gigantikus fekete lyuk közvetlen közelében, akkor értelemszerűen a Sagittarius A* elképesztő gravitációs ereje is komoly befolyást gyakorolhat az objektum pulzációjára, ez pedig páratlan lehetőséget jelenthet Albert Einstein általános relativitáselmélete helyességének tesztelésére, lehetővé téve új ismeretek megszerzését, sőt, a lehetséges korlátok felfedezését is az univerzum megismerésében. 

A Sagittarius A* környéke  a NASA Cahndra űrtávcsövének röntgen tartományban készített felvételén   Fotó: NASA/JPL-Caltech

Az elméleti fizika egyik komoly fejtörést okozó problémája, hogy az einsteini relativitáselmélet és a kvantummechanika nem mindenben működnek együtt, 

és eddig még nem sikerült megtalálni az ezek között feszülő ellentmondásokat feloldó, az egységes elmélet alapjául szolgálható empirikus alapokat. Egy szupermasszív fekete lyuk körül keringő pulzár viszont sokat segíthet e mindeddig feloldhatatlan problémák megoldásában.

Ez számít az eddigi legérzékenyebb pulzárfelmérésnek

„Bármilyen külső hatás, ami egy pulzárra hat – mint amilyen például egy hatalmas objektum gravitációs vonzása –, anomáliákat okoz az impulzusok folyamatos érkezésében, amelyek mérhetők és modellezhetők” – mondja Slavko Bogdanov, a Columbia Asztrofizikai Laboratórium munkatársa, akit az Ilf Science tudományos hírportál idéz.  

Egy pulzár művészi ábrája   Fotó: Nature

„Ezenkívül, amikor az impulzusok egy nagyon nagy objektum közelében haladnak el, eltérülhetnek és időbeli késéseket szenvedhetnek el a téridő torzulása miatt, ahogyan azt Einstein általános relativitáselmélete is megjósolja” – fűzi hozzá a szaktudós. Az eddigi eredmények a Breakthrough Listen Galaktikus Központ megfigyeléseiből származnak, és ezek, a Robert C. Byrd Green Bank Teleszkóp X sávjában (8–12 GHz) végzett megfigyelések az eddigi egyik legérzékenyebb pulzárfelmérésnek számítanak. Az észlelési program a Breakthrough Listen tudományos kutatóprojekt része, ami fő profiljaként a feltételezett földönkívüli civilizációk rádióhullámokban megjelenő jeleit keresi. 

A Tejútrendszer közepén egy hatalmas szupermasszív fekete lyuk rejtőzik    Fotó: NASA/JPL-Caltech

Mivel ez a felfedezés fontos lehet az általános relativitáselmélet, továbbá a még nyitottnak számító kvantumgravitációs elmélet szempontjából is, a tudóscsoport nyilvánosan közzétette az eddig kapott adatokat, hogy más kutatók is elemezhessék azokat és elvégezhessék a saját tesztjeiket. Ezen túl további megfigyeléseket is elvégeznek még annak megerősítésére, hogy valóban helyes-e a pulzár koordinátáinak meghatározása és valóban ott található-e az objektum, mint ahol az eddigi mérési adatok alapján feltételezik a helyét.

Az összes eddigi bizonyíték Einstein elméletének a helyességét támasztja alá

„Kíváncsian várjuk, hogy mit árulhatnak el a további megfigyelések erről a pulzárjelöltről” – magyarázza Karen I. Perez, a tanulmány vezető szerzője és a Columbia Egyetem PhD-diplomása. „Ha bebizonyosodik (a megfigyelések helyessége) , az segíthet jobban megérteni mind a saját galaxisunkat, mind az általános relativitáselmélet egészét” – fűzte hozzá a szaktudós. Az általános relativitáselméletet Albert Einstein fogalmazta meg a gravitáció geometriai elméleteként, ami mind a mai napig a gravitáció legpontosabb és legelfogadottabb, kísérletekkel is ellenőrzött leírása a modern fizikában.

Einstein 1915-ben alkotta meg és 1916-ban publikálta az általános relativitáselméletét  Fotó: Wikimedia Commons

Az általános relativitáselmélet a Newton-féle univerzális gravitációs törvény és a speciális relativitáselmélet általánosításával a gravitációt az egyesített tér és az idő, vagyis a téridő görbültségének következményét írja le. Az általános relativitáselmélet előrejelzései közé tartozott többek között a gravitációs idődilatáció, a gravitációs lencsehatás és a fény gravitációs vöröseltolódása, vagy a fekete lyukak létezésének a megjóslása is. 

Einstein modellje az univerzumot véges de határtalan és táguló entitásként írja le;  

és ennek a következménye a gravitáció is. Az einsteini elméletnek a tér görbületségére, a világegyetem tágulására, a fény gravitációs vöröseltolódására és a fekete lyukak létezésére, továbbá a gravitációs lencsehatásra vonatkozó jóslatai már többszörös bizonyítást nyertek.

A fekete lyukak létezését is az általános relativitáselmélet jósolta meg először   Fotó: Science Library

 Mindezek ellenére a mai napig megválaszolatlan, hogy az általános relativitáselmélet hogyan egyeztethető össze a kvantumfizika törvényeivel. Csak ezek összhangba hozatalával lehetne ugyanis megalkotni a kvantumgravitáció teljes és ökonzisztens elméletét. A Breakthrough Listen Galaktikus Központ által felfedezett különleges pulzár tanulmányozása a kutatók reményei szerint hozzájárulhat e mind a mai napig lezáratlan kérdés megoldásához is.

A The Astrophysical Journal csillagászat szakfolyóiratban 2026. február 9-én publikált tanulmány teljes terjedelmében és angol nyelven itt olvasható el.

A felfedezés azért számít jelentősnek:

• mert első alkalommal sikerült egy szupermasszív fekete lyuk,
• a Tejútrendszer központjában lévő Sagittarius A* közvetlen közelében,
• a legnagyobb valószínűség szerint egy olyan milliszekundumos pulzárt azonosítani,
• ami a relativisztikus hatások miatt kiváló terepe lehet az általános relativitáselmélet tesztelésének,
• és ami hozzájárulhat a kvantumgravitációs elmélet megalkotásához is.