Rejtélyes égitest ütközött fekete lyukkal

Egy 2,6 naptömegű égitest 800 millió évvel ezelőtt összeütközött egy 23 naptömegű fekete lyukkal – az ütközés eredménye egy 25 naptömegű fekete lyuk –, a kozmikus karambol erős gravitációs hullámot keltett. A jelet 2019 augusztusában észlelték, az eredményt kedden közölték.

A neutroncsillagok és a fekete lyukak akkor alakulnak ki, amikor a nagy tömegű csillagok kifogynak nukleáris üzemanyagukból, és szupernóvákként felrobbannak. A keletkező égitest jellegét az határozza meg, hogy a csillag magjának mekkora része marad meg a robbanás után. A könnyebb magokból neutroncsillagok keletkeznek, míg a nehezebbekből fekete lyukak alakulnak ki. A csillagászokat azonban hosszú ideje foglalkoztatja, hogy miért nem találnak 2,5–5 naptömegű égitesteket. Ezt a titokzatos területet „tömegrésnek” hívják: ha léteznek ilyen égitestek, látszólag túl könnyűek ahhoz, hogy fekete lyukak és túl nehezek ahhoz, hogy neutroncsillagok legyenek. De vajon tényleg létezik-e tömegrés az említett tartományban?

Körülbelül 800 millió évvel ezelőtt egy 2,6 naptömegű égitest ütközött egy 23 naptömegű fekete lyukkal, a kettőből egy 25 naptömegű fekete lyuk alakult ki. Az ütközés erős gravitációs hullámot keltett, amit 2019. augusztus 14-én észlelt a két amerikai (LIGO) és az európai (Virgo) detektor, innen a GW190814 elnevezés. A felfedezés az Astrophysical Journal Letters folyóiratban jelent meg. Az ütköző égitest jellege továbbra is rejtély, mivel a gravitációs hullám megfigyelése önmagában nem teszi lehetővé annak eldöntését, hogy fekete lyukról vagy

neutroncsillagról van-e szó.

– A gravitációshullám-megfigyelések ismét újabb ismeretlen területeket fednek fel. A megfigyelt rendszer könnyebb komponensének akkora a tömege, amilyet eddig még nem figyeltek meg – mondja Giovanni Losurdo, az olasz Nemzeti Nukleáris Fizikai Intézet kutatója, a Virgo együttműködés szóvivője. Az új felfedezés új kérdéseket vet fel. Mik a fő jellemzői? Hogyan alakult ki egy ilyen kettős rendszer? A megfigyelt esemény másik érdekessége, hogy az összeütköző égitestek tömegaránya is különleges az eddig megfigyelt kettős rendszerek között. A nagyobb tömegű égitest körülbelül kilencszer nehezebb, mint kisebb társa.

Három magyar kutatócsoport is részt vesz a LIGO–Virgo-együttműködésben. Az Eötvös Gravity Re­search Group (EGRG) a budapesti Eötvös Loránd Tudományegyetemen Frei Zsolt vezetésével dolgozik, a Szegedi Tudományegyetem gravitációs hullámok kutatásával foglalkozó csoportot Gergely Árpád László irányítja, míg a Wigner Fizikai Kutatóközpontban működő gravitációfizikai kutatócsoportot Vasúth Mátyás koordinálja.