Eddig soha nem észlelt jelenség bizonyítja Einstein elméletét

A LIGO-Virgo detektorhálózat harmadik megfigyelési időszaka (O3) egyre több információt szolgáltat a kettős fekete lyukak bespirálozásáról és összeolvadásáról. Az első, 2015-ben észlelt GW150914 gravitációs hullám is két fekete lyuk összeolvadása során keletkezett. Azóta az észlelt gravitációs hullámoknak ez a típusa volt a leggyakoribb.

A korábban megfigyelt kettősökben az összeolvadó fekete lyukak tömege mindig csaknem azonos volt. 2019. április 12-én, néhány héttel az O3 indulása után azonban egy korábban még nem látott eseményt sikerült észlelni:

olyan fekete lyukak olvadtak össze, melyeknél a nehezebb fekete lyuk tömege 3,6-szorosa a kisebbikének.

A GW190412 elnevezésű jelet a két Advanced LIGO és az Advanced Virgo detektor egyaránt észlelte. Számítások szerint a nagyobb fekete lyuk tömege 30 naptömeggel, a kisebbiké 8 naptömeggel egyenlő. Ekkora tömegkülönbség mellett a gravitációs hullámok – az elméletek alapján – csak kis mértékben módosulnak.

A jósolt eltérés abban mutatkozik meg, hogy a hullámjelben felharmonikusok, vagyis magasabb frekvenciák is megjelennek. Ezeket a szokatlan, magasabb és eltérő frekvenciákat most először sikerült megfigyelni. A GW190412 hullámgörbéje emellett függ a kettősrendszer más tulajdonságaitól is. A megfigyelt frekvenciák segítettek pontosabban meghatározni a két fekete lyuk keringési pályájának dőlésszögét, valamint pontosították a forrás távolságának meghatározását is.

Ennek jelentősége abban áll, hogy ez a két mennyiség a felharmonikusok észlelése nélkül csak igen kis pontossággal határozható meg. Az általános relativitáselmélet által megjósolt felharmonikusok kimérése egyúttal újabb bizonyítékul szolgál Einstein elméletének helyességére.

Forrás: Ligo Scientific Collaboration