A Fermi is észlelte a gravitációs hullámokat

A dekódolás olyan felfoghatatlanul hosszú ideig tartana, hogy közben aa fekete lyuk is elpárologna

A gamma sugárzás detektálására tervezett Fermi űrteleszkóp adatsoraiban is sikerült azonosítani a LIGO obszervatórium által mért gravitációs hullámok forrását. Ezzel  független forrásból nyert megerősítést a LIGO obszervatórium eredménye, a gravitációs hullámok detektálása. 

A Fermi űrteleszkóp a gammasugarak nyomában

Számtalan elképesztő mértékű és energiájú kozmikus folyamat zajlik az Univerzumban, mint például a szupermasszív fekete lyukak összeolvadása, egyesülő neutroncsillagok, közel fénysebességgel áramló gázkilövellések és hasonló, hétköznapi gondolkodással csak nehezen elképzelhető jelenségek.

A Fermi-röntgenteleszkóp Forrás: NASA

Az előbbi folyamatok mindegyikében keletkezik gamma sugárzás, amely a legnagyobb energiatartalmú elektromágneses sugárzásfajta az Univerzumban.

E kozmikus léptékben is óriási események kutatása különösen fontos,

hiszen ha a Föld közelében, meghatározott távolságon belül következne be egy ilyen esemény, az katasztrofális hatással járhatna a bioszférára, és akár az emberiségre is.

Fekete lyuk felvillanásának illusztrációja Forrás: NASA/JPL-Caltech

A távoli források megfigyelésével többet tudhatunk meg előfordulásuk gyakoriságáról és működésükről, de hozzájárulhatnak az Univerzum keletkezésével kapcsolatos ismereteink bővítéséhez is.

A gammasugárzás kutatásban élenjáró eredményeket szolgáltat a Fermi űrteleszkóp

(rövid nevén GLAST), amelyet ennek az űrbéli detektálására terveztek. A Fermi űrteleszkópot 2008. júniusában bocsátották fel.

A gravitációs hullámok forrása a Fermi szemével

A LIGO obszervatórium felfedezésének hatására a Fermi űrteleszkóp eredményeit is alaposan átvizsgálták. A LIGO által detektált gravitációs hullámok (a tudósok GW150914 kóddal jelölték az eseményt) eredete

szupermasszív fekete lyukak egyesülésének tulajdoníthatóak,

emiatt a detektálás forrása egyben olyan gamma sugárforrás is kellett hogy legyen, amelyet a Fermi is láthatott.

A gravitációs hullámok létét a Fermi észlelése is megerősíti Forrás: NASA

Ezért a bejelentést követően a kutatók lázasan keresgélni kezdtek a Fermi mérési eredményei között. A LIGO észlelése után mintegy 0,4 másodperccel később a Fermi is detektált egy gyenge gamma kitörést, amely megközelítőleg 1 másodpercig tartott és ugyanabból a tértartományból származott, ahonnan a LIGO által mért eseményt is valószínűsítették. Minden ilyen típusú észlelésnél meghatározható, hogy mekkora valószínűséggel látott a Fermi csupán véletlen ingadozást a detektorban.

Két, egymás körül keringő fekete lyuk által keltett gravitációs hullámok 3D modellje Forrás: NASA

Ennél a mérésnél ez 0,22% volt. Ez meggyőzően alacsony érték ahhoz, hogy valódi eredménynek tekinthessék a kutatók, és alátámasszák a LIGO által detektált eseményt, egy független mérési módszerrel is.

A Fermi észlelésének jelentősége

Az észlelés amiatt is jelentős, hogy sikerült bebizonyítani a szimultán detektálás lehetőségét, és független méréstechnikai módszerrel lehetett megerősíteni a földi obszervatórium gravitációs hullám detektálását, egy űrbeli teleszkóppal.

Gravitációs hullámok keletkezése Forrás: LIGO

A két mérést együttesen értékelve pedig lényegesen pontosabban sikerült behatárolni a forrás helyzetét az égbolton. A kidolgozott eljárás várhatóan a jövőben is hasznos lehet a gravitációs hullámok detektálásában, megerősítésében és lokalizációjában.

(A szerző asztrofizikus, az MTA kutatója)