Gigászi fekete lyukak csapódtak össze – az univerzum rezgéseit hallják a kutatók

Az új megfigyelések között különösen különleges fekete lyukütközések is szerepelnek – köztük a valaha mért legnagyobb tömegűek.

A gravitációs hullámok létezését Albert Einstein jósolta meg még 1915-ben. Elmélete szerint amikor az univerzum legextrémebb objektumai – például fekete lyukak vagy neutroncsillagok – összeütköznek, megremegtetik a téridőt. Az első közvetlen észlelésre azonban egészen 2015. szeptember 14-ig kellett várni, amikor a Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) detektorai érzékelték egy több mint 1,3 milliárd fényévre történt fekete lyuk-összeolvadás jelét.

Azóta a LIGO mellett az olaszországi Virgo gravitational wave detector és a japán KAGRA gravitational wave detector is rendszeresen figyeli az univerzumot. A három obszervatórium együttműködésében működő LIGO–Virgo–KAGRA Collaboration legfrissebb adatai szerint az univerzum tele van ilyen kozmikus „rezgésekkel”.

A kutatók által összeállított új adatbázis, a Gravitational-Wave Transient Catalog 4 már 128 gravitációs hullámforrást tartalmaz. Ezeket a 2023 májusa és 2024 januárja közötti megfigyelési időszakban rögzítették. Összehasonlításképpen: a korábbi három megfigyelési ciklus során összesen 90 ilyen jelöltet sikerült azonosítani.

A katalógus még ennél is bővülhet, mivel mintegy 170 további észlelés elemzése még folyamatban van.

Az új adatok nemcsak mennyiségben, hanem változatosságban is újat hoztak. A GWTC-4 tartalmazza például a valaha észlelt egyik legnagyobb fekete lyukpár összeolvadását: a két objektum tömege egyenként körülbelül a Nap tömegének 130-szorosa volt. Emellett olyan ütközéseket is találtak, ahol a fekete lyukak tömege jelentősen különbözött egymástól, valamint olyan eseteket, amikor az objektumok rendkívül gyorsan, a fénysebesség mintegy 40 százalékával forogtak.

A kutatók szerint ezek a szélsőséges tulajdonságok arra utalhatnak, hogy a fekete lyukak korábban már több összeolvadáson is átestek. Az úgynevezett „ütközési láncok” segíthetnek megmagyarázni, miként növekedhetnek egyes fekete lyukak akár milliárdszoros naptömegű szörnyeteggé a galaxisok központjában.

A katalógus két új „vegyes” ütközést is tartalmaz: olyan eseményeket, amikor egy fekete lyuk és egy neutroncsillag olvad össze. Az ilyen megfigyelések különösen értékesek, mert egyszerre adnak információt a csillagok életciklusáról, a fekete lyukak kialakulásáról és az univerzum fejlődéséről.

A kutatók szerint minden egyes új gravitációs hullám újabb darabot ad hozzá a kozmikus kirakóshoz – és a jövőbeli megfigyelések még több meglepetést tartogathatnak.