A gravitációs hullámok forrását láthatta a Fermi is
(Rovat: Távoli világok kutatói - 2016.02.15 07:15.)

A LIGO csoport által detektált gravitációs hullámok után 0,4 másodperccel a Fermi-műhold megfigyelt egy gyenge gamma-kitörést. A két jelenség az égen hasonló pozícióban helyezkedett el.

Így a két egzotikus csillagászati jelenség egybehangzóan egy feketelyuk-kettős halálára utal.

A két fekete lyuk összeolvadásuk pillanatában kelti a legerősebb gravitációs hullámokat. (Animáció: Caltech)

A napokban jelentette be a LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) csoport a gravitációs hullámok első közvetlen megfigyelését. A bejelentést ismertető, a Physical Review Letters folyóiratban megjelent cikk szerint két fekete lyuk egymásba spirálozása lehetett a jelenség kiváltó oka. A két objektum tömege nagyjából 29 és 36 naptömeg lehetett, tőlünk mintegy 1,3 milliárd fényévre. Ez lehetett az első megfigyelése a fekete lyukak összeolvadásának.

Feketelyuk- illetve neutroncsillag-kettősök összeütközését gondolják a csillagászok a gamma-kitörések egyik csoportjának okozójaként. A rövid gamma-felvillanások maximum 1-2 másodpercig tartanak, de van, hogy ennek csak a töredékéig. Nem meglepő tehát, hogy a Fermi gamma-műhold üzemeltetői tüzetesen megvizsgálták a 2015. szeptember 14-i nap adatait, amikor a LIGO két lézer-interferométere a gravitációs hullámokat megfigyelte.

1. ábra: A Fermi-műhold 14 gamma-detektorában mért fotonszámok összege. A vízszintes időtengelyen a nulla a gravitációs hullámok beérkezési idejét jelöli. Zölddel a megfigyelt jeleket mutatják. A piros adat ezek átlaga.

A műhold méréseiben először nem találtak különleges adatokra utaló jeleket. Tüzetesebb vizsgálattal azonban felfedeztek egy 1 másodpercig tartó gyenge jelet, 0,4 másodperccel a gravitációs hullámok megfigyelése után (1. ábra). Sajnos a jel nagyon gyenge. Annak az esélye, hogy véletlen ingadozásról van csak szó, 0,2%. A detektorintenzitásokból azonban lehet égi koordinátákat számolni. A 2. ábra alsó részén látható a Fermi-műhold megfigyeléséből számított égi helyzet. Az ábra felső része a gravitációs hullámok forrásának lehetséges helyét mutatja. Az átfedés a két megfigyelés hitelét erősíti.

2. ábra: Fent a gravitációs hullámok forrásának megfigyelt helye, lent a Fermi-műhold által észlelt jelenség lehetséges helye az égen.

Az eredményt ismertető cikkben a két megfigyelés égi helyzetét kombinálva sikerült a forrás helyének pontosabb meghatározása: a 600 négyzetfokos területet harmadára, mintegy 200 négyzetfokosra csökkentették.

3. ábra: Feltéve, hogy a detektált gravitációs hullámok és a Fermi által észlelt jelenség forrása ugyanaz, lehetséges égi pozíciója sokkal pontosabban meghatározható az égen. (Képek: V. Connaughton et al.)

Horváth István
(NKE)