Négy újabb gravitációs hullám felfedezése
Sajtóközlemény
2018. december 3.
NÉGY ÚJABB GRAVITÁCIÓSHULLÁM-JEL ÉSZLELÉSÉT
JELENTETTE BE A LIGO-VIRGO KOLLABORÁCIÓ
A Kollaboráció kiadta a gravitációshullám-jelek első katalógusát is
December 1-jén, szombaton, egy az Egyesült Államokban rendezett szakmai konferencián mutatták be az amerikai National Science Foundation által támogatott LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), és az európai bázisú Virgo projekt tudósai azokat az új eredményeket, amelyeket a LIGO-Virgo Kollaboráció az összeolvadó objektumok (fekete lyukak vagy neutroncsillagok) gravitációshullám-jeleinek keresésével ért el. A Kollaboráció összesen tíz esetben észlelt nagy bizonyossággal fekete lyukak, és egy esetben neutroncsillagok összeolvadásából származó gravitációshullám-jelet. A fekete lyukak összeolvadásaiból származó jelek közül hatot a Kollaboráció már korábban ismertetett, ezúttal négy ilyen, új jel bejelentésére került sor.
Az Advanced LIGO-nak nevezett nagyszabású fejlesztési program után a LIGO detektorok a 2015. szeptember 12-e és 2016. január 19-e között lezajlott első megfigyelő időszakuk alatt három jelet észleltek, mindet fekete lyukak összeolvadásaiból. A detektorok második megfigyelő időszaka, amely 2016. november 30-ától 2017. augusztus 25-éig tartott, egy neutroncsillag-pár és hét feketelyuk-pár összeolvadásának felfedezését eredményezte. A Kollaboráció ez utóbbiak közül jelentette be most négy összeolvadási esemény gravitációshullám-jeleinek észlelését. A jelek a GW170729, GW170809, GW170818, és GW170823 neveket viselik, ahol a számok az észlelések dátumait jelzik.
A jelek tulajdonságait a Kollaboráció egy szintén szombaton kiadott katalógusban tette közzé. A jelforrások némelyike rekordernek számít: az egyik új jel, a GW170729 forrása minden eddig megfigyeltnél nehezebb és távolabb helyezkedik el. Ebben az összeolvadásban, ami körülbelül 5 milliárd évvel ezelőtt történt, a Napunk tömegének mintegy ötszöröse került kisugárzásra gravitációs hullámok formájában.
A szintén fekete lyukak összeolvadásából származó GW170814 volt az első olyan jel, amelyet egyszerre három gravitációshullám-detektor is észlelt. Ez lehetővé tette a gravitációs hullámok polarizációs állapotainak vizsgálatát is.
A GW170814 után három nappal észlelt GW170817 volt az első olyan jel, amely két neutroncsillag ütközéséből származott. Az ütközésből a gravitációs hullámok mellett fényjeleket is megfigyeltek a csillagászok, ami új és izgalmas fejezetet nyitott az ún. többcsatornás csillagászatban, vagyis a kozmikus objektumok által kibocsájtott többféle sugárzás egyidejű megfigyelésében.
A GW170818 jel forrását a LIGO és Virgo detektorok hálózata nagy pontossággal tudta lokalizálni az égen. A Földtől mintegy 2,5 milliárd fényévnyire összeolvadt fekete lyukak pozícióját egy 39 négyzetfok nagyságú égterületre sikerült leszűkíteni. Ez azt jelenti, hogy ez a második legpontosabban meghatározott égi irányú jelforrás, a GW170817-hoz tartozó neutroncsillagok után. Egy forrás égi pozíciójának meghatározását a belőle származó gravitációshullám-jel egyes detektorokban mért észlelési időpontjainak összehasonlítása, valamint a detektorok irányérzékenységének figyelembe vétele együttesen teszi lehetővé.
A gravitációshullám-jelek katalógusa nemcsak arról árulkodik, hogy a világűrben milyen tulajdonságokkal zajlanak feketelyuk- és neutroncsillag-összeolvadások, de belőlük ezeknek az eseményeknek a kozmikus gyakoriságára is következtethetünk.
A LIGO-Virgo Kollaboráció új eredményeiről beszámoló szakcikk december 3-án bárki számára elérhetővé vált az arXiv dokumentumtárában. A cikk katalógusba rendezve ad részletes információkat a LIGO első két megfigyelő időszaka alatt észlelt gravitációs hullámokról és forrásaikról. Az észlelt jelekből a Kollaboráció az összeolvadó fekete lyukak általános tulajdonságaira is következtetett. Ezek alapján elmondhatjuk, hogy a csillagok összeomlásaiból származó ún. sztelláris fekete lyukak szinte mindegyike kisebb asszociált tömeggel rendelkezik, mint a Nap tömegének 45-szöröse. A detektorok kalibrálását, valamint az adatok kiértékelését végző módszerek továbbfejlesztéseinek köszönhetően a források számszerű paramétereit is sikerült pontosabban meghatározni a korábban közöltekhez képest.
A felfedezések a LIGO-Virgo Kollaboráció összesen mintegy 1500 tagjának, köztük a Kollaborációk magyar résztvevőinek közös eredménye.
A LIGO-t az NSF támogatja, a Caltech és az MIT működteti, akik egyben a projekt ötletgazdái és megépítői. Az Advanced LIGO projekt vezető pénzügyi támogatója az NSF volt, Németország (Max Planck Társaság), az Egyesült Királyság (Tudomány és Technológiai Testület), és Ausztrália (Ausztrál Kutatási Tanács) szintén jelentős kötelezettségvállalást és hozzájárulást adott a projekthez.
A programban több mint 1200 tudós vesz részt a világ minden tájáról a LIGO Scientific Collaboration együttműködésen keresztül, amely a GEO Kollaborációt is magába foglalja. A további partnerek listája itt található.
A Virgo kollaboráció több, mint 280 fizikusból és mérnökből áll, akik 20 különböző európai kutatócsoporthoz tartoznak: hat csoport a franciaországi Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), nyolc az olaszországi Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), kettő a hollandiai Nikhef tagja; további tagok az MTA Wigner KKP Magyarországon, a POLGRAW csoport Lengyelországban, a Valenciai Egyetem Spanyolországban, és az EGO, ami az olaszországi Pisa mellett működő Virgo detektor anyaintézete. Részletes információk a Virgo Kollaborációról itt; valamint a Virgo projektről itt.
A LIGO-Virgo Kollaboráció magyarországi tagcsoportjai:
Eötvös Loránd Tudományegyetem, LIGO tagcsoport
Csoportvezető: Frei Zsolt
Tel.: +36-1 372-2767
Email: frei@alcyone.elte.hu
Web: egrg.elte.hu
Szegedi Tudományegyetem, LIGO tagcsoport
Csoportvezető: Gergely Árpád László
Honlap ITT
Wigner Fizikai Kutatóközpont, Virgo tagcsoport
Csoportvezető: Vasúth Mátyás
Honlap ITT
.
