Többek között az észak-amerikai Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) nemzetközi konzorcium asztrofizikusai is megtalálták a bizonyítékot a kozmoszt kitöltő, hosszú hullámhosszú gravitációs hullámok hátterére. Tizenöt év adatait elemezve úgy gondolják, hogy

ezeket a hullámokat a Nap tömegének akár több milliárdszorosát kitevő szupermasszív fekete lyukak hozták létre, amelyek egymás körül keringenek, mielőtt egyesülnének.

A nemzetközi konzorcium, amelynek célja a gravitációs hullámok észlelése milliszekundumos pulzárok rendszeres megfigyelésével, csütörtökön számolt be eredményeiről a The Astrophysical Journal Letters című tudományos folyóiratban. A másfél évtizedes munkában az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) kutatói is részt vettek.

Hullámokat vernek a fekete lyukak

A fekete lyukak és más nagy tömegű objektumok térben való mozgása hullámokat hozhat létre az univerzumban, amelyeket gravitációs hullámoknak neveznek.

A pulzárok szupernóva-robbanásban elpusztult hatalmas csillagok magjának ultrasűrű maradványai. Gyorsan forognak, miközben rádióhullám-sugarakkal pásztázzák a világűrt – így a Földről nézve úgy látszanak, mintha pulzálnának.

A leggyorsabbak köztük az úgynevezett milliszekundumos pulzárok, ezek másodpercenként több százszor fordulnak körbe tengelyük körül, így rádiósugaraik – a világítótornyok fényéhez hasonlóan – periodikusan fel-felvillanó impulzusokként észlelhetők.

Mivel impulzusaik rendkívül szabályosak, precíz kozmikus időmérőként használhatók.

A gravitációs hullámok a teret és az időt jellegzetes mintázat szerint nyújtják és szorítják össze, ami az impulzusok közötti időközökben olyan változásokat okoz, amelyek a megfigyelt pulzárok mindegyikénél korrelálnak. Ezek a korrelált változások jelentik azt a sajátos jelet, amelynek észlelésén a NANOGrav dolgozik.

Tűzgömb szelte át az eget, sokan látták, ha ön nincs köztük, megmutatjuk

Meteor suhant át az égen, melyet egy meteorológus videón rögzített, sőt, sokan felfigyeltek rá kedd hajnalban. Bővebben>>>

Azonosították a galaxisunkon túlról érkező jelet

A NANOGrav korábban már felfedezett egy rejtélyes időzítési jelet, amely az összes vizsgált pulzárnál megfigyelhető volt. Ez azonban még nem volt elég erős ahhoz, hogy a tudósok az eredetét is megállapíthassák. A másfél évtizedes gyűjtőmunka eredményeképpen most azt feltételezik, hogy ez a jel a galaxisunkon áthaladó, finoman rezgő gravitációs hullámokból származik.

Ez kulcsfontosságú bizonyíték a nagyon alacsony frekvenciájú gravitációs hullámokra

– mondta Stephen Taylor, a Vanderbilt Egyetem munkatársa, a kutatás egyik vezetőjét, az együttműködés jelenlegi elnöke, aki szerint a felfedezés abszolút új ablakot nyit a gravitációs hullámok univerzumára.

A bolygónknál is nagyobb detektorral érzékelhető

Ellentétben a tünékeny, magas frekvenciájú gravitációs hullámokkal, amelyeket a LIGO (Lézer Interferométeres Gravitációs Hullám Obszervatórium) és a hozzá hasonló földi eszközök észleltek, ezt a tartós, alacsony frekvenciájú jelet csak a Földnél sokkal nagyobb detektorral lehet érzékelni.

Ezért a csillagászok galaxisunk egy részét hatalmas gravitációshullám-antennává alakították át, amihez 68 pulzárról gyűjtöttek adatokat. Az ily módon létrejött detektort pulzáridőzítési hálózatnak nevezték el.

Einstein általános relativitáselmélete pontosan megjósolja, hogy a gravitációs hullámok hogyan hatnak a pulzárok jeleire.

A tér szövetének nyújtásával és összenyomásával a gravitációs hullámok kicsi, de kiszámítható módon befolyásolják az impulzusok ütemét. Egyes impulzusok a vártnál korábban, míg mások később érkeznek. Két különböző pulzárra mérhető eltolódások bizonyos mértékben összefüggnek, attól függően, hogy a két pulzár milyen távol látszik egymástól az égen.

Kettős csillagrendszerekből eredhetnek a gravitációs hullámok

A NANOGrav-kutatás egyre több bizonyítékkal szolgál az éves-évtizedes időskálán rezgő gravitációs hullámok létezésére. Az adatok azt mutatják, hogy ezen hullámok lehetséges forrásai olyan kettős csillagrendszerek, amelyeknek tagjai a világegyetem legnagyobb tömegű fekete lyukai, tömegük több milliárdszorosa a Napénak, méretük pedig meghaladja a Nap és a Föld közötti távolságot.

További kutatásuk segíthet megérteni a távoli galaxisok közepén összeütköző óriási fekete lyukakat és talán más egzotikus, alacsony frekvenciás gravitációshullám-forrásokat is.

A gravitációs hullámok első, 2015-ös, LIGO általi detektálásában az ELTE is részt vett, és hozzájárult a mostani NANOGrav eredményekhez is. 

Asztrofizikusok egész hada keresi ezt a gravitációshullám-jelet szerte a világon.

Az ausztrál Parkes Pulsar Timing Array, a kínai Chinese Pulsar Timing Array, az európai European Pulsar Timing Array és az indiai Indian Pulsar Timing Array együttműködések csütörtökön közzétett több tanulmánya is utal ugyanennek a jelnek a jelenlétére.