Első alkalommal észleltek neutroncsillagok ütközése során keletkezett gravitációs hullámokat a LIGO és a Virgo detektorai, az eseményt ráadásul az elektromágneses tartományban, földi és űrtávcsövekkel is sikerült megfigyelni, jelentették be ma délután az együttműködésben résztvevő kutatók.

A neutroncsillagok nagytömegű csillagok magjából keletkeznek: a csillag egy szupernóvarobbanás során ledobja magáról külső rétegeit, magja pedig összeroppan, így a maradék anyag a korábbinál sokkal kisebb térrészbe tömörül össze. A neutroncsillagok a számítások szerint nagyjából 20 kilométer átmérőjűek és tömegük 1–3-szorosa a Napénak, így a legkisebb és legsűrűbb ismert csillagok a világegyetemben.

A LIGO két ilyen égitest összeütközésének hullámait észlelte idén augusztus 17-én. Az Egyesült Államokban található detektorok két, nagyjából 130 millió fényévre lévő, 1,1–1,6 naptömegű objektum ütközését észlelték, amelyek a detektálás kezdetén alig 300 kilométerre voltak egymástól. A szakértők az égitestek tömege (amely sokkal kisebb volt az eddig detektált összeolvadó fekete lyukakénál), a jel minősége, valamint a gravitációs hullámok beérkezése után észlelt elektromágneses jelek alapján jutottak arra a következtetésre, hogy az objektumok neutroncsillagok lehettek. Az esemény ugyanis nagyban különbözött a LIGO-detektorok korábbi észleléseitől.

A jel sokkal tovább, a másodperc töredéke helyett nagyjából 100 másodpercig tartott, és az ütközés pillanatában egy intenzív gamma-villanás is útjára indult, amelyet 2 másodperccel a gravitációs hullámok beérkezése után észlelt a Fermi űrtávcső. A következő napokban és hetekben pedig az elektromágneses tartomány más részein (röntgen, ultraibolya, látható fény, infravörös, rádióhullámok) is sikerült detektálni a kozmikus katasztrófát, a Fermin kívül többek közt a hawaii Gemini, a chilei VLT és a Hubble távcsövekkel, így összesen nagyjából 70 földi és Föld körüli távcső volt tanúja az ütközésnek vagy annak utóhatásainak.

Az észlelésből egy sor újdonság derült ki a gravitációs hullámokról és a neutroncsillagokról is. Megerősítést nyert például, hogy a gravitációs hullámok valóban fénysebességgel terjednek, ahogy azt az elmélet megjósolta. De ennél is fontosabb talán, hogy a megfigyelések során sikerült olyan jeleket is fogni, amelyek frissen képződött arany, platina és más elemek jelenlétére utalnak, ami óriási eredmény, hiszen megerősíti azt az elméletet, miszerint a vasnál nehezebb elemek valószínűleg ilyen ütközések során keletkeznek.

Míg a szakértők régóta tudják, hogy a vasig bezárólag az elemek csillagok belsejében keletkeznek, ahogy a hidrogén héliummá, a hélium pedig egyre nehezebb elemekké fuzionál, az ennél is nehezebb elemek létrejötte eddig rejtély volt a szakértők előtt. A becslések szerint a most észlelt ütközés során nagyjából 10 földtömegnyi arany és urán keletkezett.

De ugyanilyen újdonság, hogy a szakértők végre bizonyságot nyertek azzal kapcsolatban, hogy a rövid gammakitörések neutroncsillagok egyesüléseiből származnak. Az észlelés ugyanakkor új kérdéseket is felvet, mert bár a detektált gammakitörés az eddig észleltek közül a Földhöz egyik legközelebbi hasonló jelenség volt, az közelségéhez képest meglepően gyengének tűnik. Hogy ennek mi lehet az oka, azzal kapcsolatban egyelőre a kutatók is csak találgatnak.

Bár a neutroncsillagok jeleit elsőként a LIGO detektorai érzékelték, az olaszországi Virgo is kulcsszerepet játszott az észlelésben. Az európai detektor nagyon kedvezőtlen pozícióban fogta a beérkező jeleket, így sokkal gyengébben észlelte azokat, de ez a kevés adat is sokat segített a forrás pontos – az eddigi ilyen észlelések közül a legpontosabb – meghatározásában, ami a Fermi adataival együtt kulcsfontosságú volt abban, hogy a gravitációs hullámok beérkezése után pár órával újabb földi és űrtávcsövek kezdhették tanulmányozni az eseményt.

A mostani megfigyelés tehát a tudományos együttműködés igazi diadalának tekinthető, hiszen nem elég, hogy egy néhány évvel ezelőtt még az emberi eszközök számára láthatatlan jelsorozat beérkezését három detektorral is sikerült észlelni (a LIGO és a Virgo története során második alkalommal), de az adatokat rögtön összefüggésbe tudták hozni a Fermi adataival is, így a forrás pontos helyének meghatározása után több tucatnyi más műszert lehetett riadóztatni, hogy azok is megvizsgálhassák az ütközést és annak következményeit.

Ennek megfelelően az eseménnyel kapcsolatban a most közzétett tanulmányokon túl még számos publikáció várható, ahogy az azt megfigyelő távcsövek kutatói is elemzik saját eredményeiket. A megfigyelések ráadásul még nem értek véget, az elektromágneses tartományban vizsgálódó műszerek ugyanis még hónapokig vizsgálják a létrejött új, a korábbinál még sűrűbb égitestet (amely minden bizonnyal egy fekete lyuk), hogy újabb információkat gyűjtsenek a hasonló ütközések folyamatával, valamint a nehézelemek keletkezésével kapcsolatban.