Az égi fekete lyukak rejtélyei – mintha nyolc Nap egyszerre vált volna energiává

Az asztrofizika a 2017. évi fizikai Nobel-díj révén került az érdeklődés homlokterébe, amikor a díjat a gravitációs hullámok észlelésének elméleti és kísérleti megalapozásáért adományozták három amerikai tudósnak.

Azóta a gravitációs hullámok és a velük együtt megismert fekete lyukak évről évre új felfedezésekkel gazdagítják a tudományos világot, legutóbb szeptember másodikán jelentettek be Washingtonban jelentős új eredményeket. A hír érdekessége, hogy három magyar tudós is a helyszínen részese a kutatásnak, közülük ketten Nyíregyházáról indultak a világűr felfedezésére, másfél évtizede a Columbia Egyetem kutatói New Yorkban.

– Miért éppen most érkeznek áttörést jelentő hírek sorozatban az asztrofizika területéről, s mi a legújabb felfedezés lényege? – kérdeztük a Nobel-díjas tudósok nemzetközi kutatói csoportjában is részt vevő Márka Szabolcs professzortól, aki nyíregyházi születésű lévén már többször tudósította „első kézből” asztrofizikai eredményekről a Kelet-Magyarország és a Szabolcs Online olvasóit.

– Hosszú évek alapozó munkája kellett, hogy a LIGO szinkronban működő két nagy amerikai obszervatóriuma – a Washington államban lévő Hanford és az onnan négyezer kilométerre délkeletre lévő Livingston, Louisiana államban – konkrét eredményeket tudjon felmutatni. Újabban a Pisa melletti VIRGO európai kutatóállomással együttműködésben olyan felfedezések születtek az égi fekete lyukakról, amelyek felülírják mindazt, amit eddig gondoltunk ezekről a különleges űrbéli objektumokról. Az új eredmények jelentős anyagi alapokhoz is juttatták az asztrofizika kutatóit, köztük még jobb műszerekhez, amelyek lehetővé teszik újabb és újabb eredmények elérését.

A legújabb felfedezés alapját – amelyet a részletes elemzések és ellenőrzések után most tettek közzé –, még tavaly észlelte egyidejűleg a három obszervatórium. Ezek egyik közös kutatócsoportját vezeti a Floridai Egyetemen dolgozó Bartos Imre, aki korábban a Columbia Egyetemen doktorált Márka Szabolcs témavezetéséével.

A tudós így foglalta össze az új ismereteket: – Az észlelt gravitációs hullámokat két fekete lyuk összeütközése keltette, amelyek egyenként nyolcvanötször, illetve hatvanhatszor nehezebbek voltak, mint a Nap. Az ütközés eredménye egy még nehezebb, százötven Nap tömegű óriás fekete lyuk lett.

Az ütközésben példátlan mennyiségű energia szabadult fel, annyi, mintha nyolc napnyi csillagot egyszerre tiszta energiává változtatnánk.

– De kellett is ennyi energia, hogy az esemény a Földön is észlelhető legyen: az ütközés 17 milliárd fényév távolságban történt, ezzel ez a legtávolabbról fölfedezett gravitációs hullám jel.

Bartos Imre szerint a gravitációs hullámokról már annyi ismeret gyűlt össze, hogy a téma új kutatóinak specializálódniuk kell egy-egy részterületre. A Márka Szabolcs által vezetett Columbia-csoport erős versenyző a kutatói mezőnyben, számos innovációja meghatározó jelentőségű, újabban főképp a részterületek eredményeinek szintetizálásával foglalkozik.

– Ez a multimessenger csillagászat – fogalmazott a tudós –, és az egyik legjobb szakértője Márka Zsuzsa asztrofizikus, akivel éveken át dolgoztunk együtt a Columbián. Kutatásaink lényege: az Univerzum feltárására kozmikus hírvivők sokaságából származó információk egyesítése, beleértve a gravitációs hullámokat, az elektromágneses sugárzást, a neutrínókat és az atommagokat. Keletkezésükkor e kozmikus hírvivők mindegyikét különböző folyamatok hozzák létre, és így információt hordoznak a forrás különböző mechanizmusairól. A különféle hírvivők megfigyeléseinek kombinálásával tehát többet láthatunk és további következtetéseket vonhatunk le.

Marik Sándor