Egyszerre két neutroncsillagot nyeltek el a fekete lyukak
![feket lyuk](https://cdn.origo.hu/2023/12/7E5sI1Immkl09URnTO1PpHukowQTsbydLsKrEp1B9DU/fill/1347/758/no/1/aHR0cHM6Ly9jbXNjZG4uYXBwLmNvbnRlbnQucHJpdmF0ZS9jb250ZW50LzNmOTAyN2IyOWFhYjQ3OWJiNTkwYzRlYzViMmQzZjVh.webp)
A gravitációs hullámok a téridő szövetének kicsiny hullámzásai, amelyeket gyorsan mozgó, hatalmas tömegek hoznak létre. A gravitációs hullámok első észlelése óta eltelt öt évben a kutatók több mint 50 gravitációshullám-jelet azonosítottak összeolvadó fekete lyukakból és egymással ütköző neutroncsillagokból.
Egy új tanulmányban a LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) együttműködés kutatói bejelentették, hogy két izgalmas esemény gravitációs hullámait is észlelték, amelyekből mindkettőt egy fekete lyuk és egy neutroncsillag kettőse keltett. A hullámokat a National Science Foundation LIGO gravitációshullám-obszervatóriumai észlelték az Egyesült Államokban, továbbá a Virgo detektor Olaszországban.
Az első, 2020. január 5-én észlelt jel esetén a fekete lyuk tömege a Napunk tömegének körülbelül 9-szerese, vagyis 9 naptömeg volt,
amely egy 1,9 naptömegű neutroncsillagot nyelt el.
A második eseményt, amelyben egy 6 naptömegű fekete lyukat és egy 1,5 naptömegű neutroncsillagot észleltek, mindössze 10 nappal később, 2020. január 15-én detektálták. Az eredményeket ma, június 29-én tették közzé a The Astrophysical Journal Letters szaklapban.
Kettős neutroncsillag-rendszereket először 1974-ben figyeltek meg a Tejútrendszerben a rádióhullámokat kibocsátó neutroncsillagok, az úgynevezett pulzárok jeleinek észlelésével. A csillagászok évtizedek óta keresik a fekete lyukak körül keringő pulzárokat,
de eddig még a Tejútrendszerben nem sikerült találni.
A távoli galaxisokból érkező új felfedezésekkel megérthetjük, hogy hány ilyen rendszer létezik, milyen gyakran egyesülnek, és miért nem láttunk még példát rá a mi galaxisunkban. A két esemény közül az elsőt, a GW200105-öt a LIGO Livingston és a Virgo detektorok észlelték. A LIGO hanfordi detektora az észlelés idején átmeneti leállás alatt volt. A livingstoni LIGO detektor erős jelet fogott, a Virgonál viszont kicsi volt a jel-zaj arány.
A gravitációs hullám tulajdonságai alapján a kutatócsoport arra következtetett, hogy a jelet egy 9 naptömegű fekete lyuk és egy 1,9 naptömegű kompakt csillag összeolvadása bocsátotta ki.
Ez az egyesülés tőlünk mintegy 900 millió fényévre történt.
Annak ellenére, hogy a jel csak egy detektornál volt nagyon erős, biztosak lehetünk benne, hogy a jel valós, és nem csupán valamilyen zaj eredménye. Minden szigorú ellenőrzésen átment, és nagyon eltér minden ismert zajtól, amit a harmadik megfigyelési időszak során láthattunk.
Mivel csak egy detektor fogott erős jelet, az összeolvadás helye az égen továbbra is bizonytalan, nagyjából a telihold méretének 34 000-szeresének megfelelő területre esik.
Bár a gravitációs hullámok önmagukban nem fedik fel a kisebb komponens szerkezetét, a maximális tömegére lehet következtetni. Az információ birtokában és az ilyen kettős rendszerben várható neutroncsillagok tömegének elméleti előrejelzésével arra a következtetésre juthatunk, hogy a neutroncsillag a legvalószínűbb magyarázat.
A második, GW200115 elnevezésű jelet mind a LIGO detektorok, mind a Virgo detektor észlelte. A GW200115 egy 6 naptömegű fekete lyuk és egy 1,5 naptömegű neutroncsillag összeolvadásából származik, amely a Földtől nagyjából 1 milliárd fényévnyire következett be.
A három műszer információi alapján az LVK kutatói jobban meg tudták határozni az égnek azt a részét, ahol ez az esemény történt, azonban ez az égterület még így is közel 3000-szer akkora kiterjedésű, mint a telihold.
Az LVK kutatói nem sokkal az észlelés után riasztották a csillagász partnereiket,
akik az események kísérőfényeit próbálták megtalálni.
Ez a keresés eredménytelenül zárult, ami nem meglepő, mivel ezeknek az összeolvadásoknak a nagyon nagy távolsága azt jelenti, hogy a belőlük érkező fény nagyon halvány lenne, és még a legnagyobb távcsövekkel is nehéz észlelni.
Nagy kozmikus tűzijátékra egyébként sem lehetett számítani, mivel a fekete lyukak valószínűleg elég nagyok voltak ahhoz, hogy egészben lenyeljék a neutroncsillagokat.
A két biztos neutroncsillag-feketelyuk gravitációshullám-észlelés alapján a kutatók most úgy becsülik, hogy a Föld egymilliárd fényéves környezetén belül havonta átlagosan egy ilyen összeolvadás történhet. Mindazonáltal nem minden ilyen esemény észlelhető a jelenlegi detektorokkal.
A LIGO, a Virgo és a KAGRA kutatócsoportjai folyamatosan fejlesztik a detektoraikat, hogy felkészüljenek a következő, 2022 nyarán kezdődő megfigyelési időszakra. A jobb érzékenységnek köszönhetően remélhetőleg
már naponta egyszer észlelni tudjuk majd a különböző összeolvadásokból származó hullámokat.
Ezek segítségével jobban megismerhetjük majd a fekete lyukak és a szupersűrű anyag alkotta neutroncsillagok tulajdonságait.
(Forrás: LSC LIGO Scientific Collaboration)