Két különböző tömegű fekete lyuk bizonyítja újra 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 közel azonos volt. 2019. április 12-én, néhány héttel az O3 indulása után azonban egy korábban még nem látott eseményt sikerült észlelni: egy GW190412 nevet viselő jel egy olyan rendszerből származik, ahol a nehezebb fekete lyuk tömege 3,6-szorosa a kisebbikének.
Az összeolvadásról készült szimuláció.
A jelet a két Advanced LIGO és az Advanced Virgo detektor egyaránt észlelte. Számítások szerint a két fekete lyuk tömege közelítőleg 30 naptömeggel, illetve 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.elte.hu