Galaxiskatalógussal járultak hozzá magyar tudósok a LIGO legújabb észleléséhez

Budapest - Mintegy 2,5 millió galaxist tartalmazó katalógussal járult hozzá Frei Zsolt Széchenyi-díjas asztrofizikus és kutatócsoportja az amerikai lézer interferométeres gravitációshullám-vizsgáló obszervatórium (LIGO) és olaszországi párja, a VIRGO által észlelt neutroncsillag-összeolvadás helyszínének azonosításához.

Az Eötvös Loránd Tudományegyetemen (ELTE) működő Eötvös Gravity Research Group (EGRG) kutatócsoport által, többek között Raffai Péter adjunktus, és diákjainak alapos munkája nyomán összeállított katalógus a fizikai jellemzőik alapján rangsorolja a galaxisokat. A most észlelt neutroncsillag-összeolvadás esetén, mivel a LIGO nem tudja pontosan meghatározni a gravitációs hullámok forrásának irányát, az ELTE által adott adathalmaz első csoportjában 15 olyan galaxis szerepelt, ahol a tudósok szerint - többek között a magas csillagkeletkezési ráta alapján - a legvalószínűbb a gravitációs hullámok keletkezése. Ezt követte egy 83 galaxist tartalmazó "második legvalószínűbb kör", amelyben ténylegesen szerepelt az a galaxis is, ahonnan augusztus 17-én neutroncsillag-összeolvadásból származó gravitációs hullámokat észleltek a LIGO detektorai - mondta el az MTI-nek Frei Zsolt.

A négy naptömegnél nagyobb csillagokból életciklusuk végén a szupernóva-robbanást követőn vagy neutroncsillag marad vissza vagy feketelyuk keletkezik. A neutroncsillag leginkább egy atommagra hasonlít, csakis neutronok találhatóak benne nagy sűrűséggel. Átmérője nagyobb, míg a tömege kisebb egy feketelyukhoz képest, így az alacsonyabb gravitációs erő miatt a fotonok meg tudnak szökni belőle. Vagyis a neutroncsillag világít és hagyományos távcsövekkel is megfigyelhető - magyarázta a tudós, aki szerint az eddigi három, feketelyukak összeolvadásából származó gravitációs hullámjel befogása után most komoly tudományos előrelépést jelent a neutroncsillagpáros összeolvadásának észlelése.

Frei Zsolt szerint mindez a tudomány egy új ágának létrejöttét jelentheti, a sokcsatornás csillagászatét (Multi Messenger Astronomy - MMA), amelynek lényege, hogy a különféle asztrofizikai jelenségeket gravitációs hullámokban, normál optikai és más elektromágneses tartományokban, például gammafelvillanások formájában is képesek megfigyelni.

Hozzáfűzte: a legerősebb gravitációs hullámjel a feketelyukak összeolvadásából adódik, a neutroncsillagok összeolvadását kisebb tömegük miatt nehezebb érzékelni az interferométeres lézerdetektorokkal. Ezért korábban azt valószínűsítette, hogy az első ilyen észlelésre még éveket kell várni. Az augusztusi, viszonylag gyenge jel azonban egy közeli, mintegy 150 millió fényévre fekvő galaxisból származik, ezért a LIGO már most képes volt érzékelni.

A neutroncsillag összeolvadást kísérő fényjelenségeket azonban csak akkor lehet megfigyelni, ha sikerül azonosítani a galaxist, ahonnan a gravitációs hullám érkezett. Ebben áll a magyar kutatócsoport galaxiskatalógusának a jelentősége. Ha ugyanis a csillagászok tudják, hogy az égbolt egy adott területén milyen galaxisok találhatóak, hogy melyek azok, ahol valószínűsíthető egy neutroncsillag-összeolvadás, sokkal gyorsabban képesek felkutatni a forrásgalaxist és megfigyelni az esetleges fényjelenséget. Ebben az esetben több távcsővel, köztük a Hubble űrteleszkóppal is azonosították a gravitációs hullámjel optikai megfelelőjét, és ehhez felhasználták a magyar kutatók galaxiskatalógusát is - hangsúlyozta Frei Zsolt.

A LIGO több-milliárd fényév átmérőjű tartományban érzékeny, ami mintegy ötmillió galaxist ölel fel. A magyar katalógus ennek mintegy feléről, 2,5 millió galaxisról szolgál adatokkal, szemben a LIGO régebbi, mindösszesen 50 ezer galaxist tartalmazó térképével, amelyben elsősorban közelebbi galaxisok szerepelnek. A most észlelt jel viszont annyira közelről érkezett, hogy a származási hely még a korábbi galaxiskatalógusban is benne volt, így volt, aki ezt használva azonosította a neutroncsillag-összeolvadást kísérő felvillanást, más kutatócsoportok az újabb magyar galaxistérképet alkalmazták - tette hozzá.

Kitért arra is: érdekesség, hogy LIGO-val együttműködő európai hullámdetektor, a Virgo alig észlelte az augusztus 17-i jelet. Ennek az az oka, hogy a jel abból az egyetlen irányból érkezett, amelyre a Virgo nem érzékeny, a hullámdetektor két karja között félúton, 45 fokos szögből. Ilyenkor a két kar egyformán rövidül vagy hosszabbodik meg a gravitációs hullám hatására, vagyis az interferométerben nem alakul ki jelentős hosszkülönbség, így nem vagy alig észlelhető a jel.

- MTI -