Gigantikus csillag hordhatta ki „méhében” a LIGO-detektorrendszer által gravitációs hullámok forrásaként azonosított két fekete lyukat – állítják amerikai kutatók. A LIGO-csapat szerint az észlelt gravitációs hullámok két fekete lyuk összeütközésének és összeolvadásának eredményeként keletkeztek egy távoli, a Földtől 1,2 milliárd fényévnyire lévő galaxisban.
A fekete lyukak tömege 29 és 36 naptömeg volt. Összeolvadásuk, mint az objektumok nevéből következne, sötét „ügy” lenne, ám az esemény után 0,4 másodperccel a Fermi űrteleszkóp az adott szektorban a világegyetem egyik legfényesebb jelenségét, egy gammakitörést (gammafelvillanást) észlelt – olvasható a PhysOrg hírportálon.
A Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ (CfA) tudósai a megfigyelést azzal magyarázzák, hogy a két összeolvadó fekete lyuk egyazon óriáscsillag belsejében volt, amelynek halála generálta a gammarobbanást.
„Mintha ikerterhességgel lenne dolgunk”
– magyarázta Avi Loeb, a CfA asztrofizikusa. Mint kifejtette, a masszív csillagok életük végére érve, elhasználva az összes üzemanyagot szupernóvaként lobbannak el. Magjuk a csillag tömegétől és így a robbanás erejétől függően neutroncsillaggá vagy fekete lyukká alakul át. Ám ha a csillag rendkívül gyorsan pörög, magja eltorzul, súlyzó formáját ölti, majd kettészakad. Az így képződő két mag egy-egy saját fekete lyuknak adhat „életet”.
A fekete lyukak „megszületése” után a csillag külső burka beomlott. Az ikerpárnak nagyon közel kellett lennie egymáshoz, hogy összeolvadásuk gravitációs hullámokat és gammakitörést gerjesszen. A számítások szerint legfeljebb a Föld átmérőjével egyenlő távolság választhatta őket el egymástól, és csupán néhány perc kellett, hogy egyesüljenek.
Az így keletkezett fekete lyuk a csillag maradványaival táplálkozott, másodpercenként egy naptömegnyit habzsolva fel a beáramló anyagból. Lakmározás közben jött létre a gammakitörés jetek (anyagsugarak) alakjában.
Ám míg a Fermi űrteleszkóp észlelte a gammakitörést, az Európai Űrügynökség INTEGRAL műholdja (International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory) nem detektálta a jelenséget. „A jövőben a LIGO-megfigyeléseket ki kell egészíteni az esetleges fényjelenségek kutatásával, hogy valóban fekete lyukak összeolvadásakor keletkeznek, vagy függetlenek ezektől az eseményektől. A természet mindig újabb és újabb meglepetésekkel szolgál” – vélekedett Avi Loeb.
Amennyiben a jövőben több gammafelvillanást észlelnek a gravitációs hullámok „társaságában”, ígéretes új módszer születhet a kozmikus távolságok mérésére, valamint
a világegyetem tágulásának detektálására.
„A fekete lyukak sokkal egyszerűbb távolságmérési metódust kínálnak, mint más módszerek, például a világegyetem standard gyertyáinak nevezett szupernóvák, hiszen pontosan meghatározható a tömegük és a forgási sebességük” – emelte ki Avi Loeb.
A gravitációs hullámokat 2015. szeptember 14-én észlelte a LIGO (lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatórium) mindkét detektora, amelyek az egyesült államokbeli Livingstonban (Louisana) és Hanfordban (Washington állam) működnek. A felfedezést 2016. február 11-én jelentették be, a megfigyeléseket ismertető tanulmányt a Physical Review Letters folyóirat fogadta el közlésre. A feketelyukakra vonatkozó kutatás eredményeit ismertető tanulmányt pedig a The Astrophysical Journal fogadta el közlésre.