A Lézerinterferométeres Gravitációs Hullám Obszervatórium (LIGO) észlelte a GW250114 jelű objektumot. Ez két, 30-40 naptömegű fekete lyuk ütközése volt, és körülbelül 1,3 milliárd fényévnyire történt a Földtől. Ez volt a valaha feljegyzett leghangosabb gravitációs ütközés.
Ez a hangosság, a jel tisztasága lehetővé tette a kutatók számára, hogy valami nagyon izgalmas dolgot fedezzenek fel: egy olyan jellemzőt, amely összhangban van az eseményhorizont közeléből érkező jelekkel. Ez a visszafordíthatatlan felszín, az a küszöb, amely elválasztja a fekete lyuk belsejét az univerzum többi részétől. Ha átlépjük az eseményhorizontot, nem tudunk kijutni a fekete lyukból.
„A GW250114 egy szokatlanul hangos és tiszta fekete lyuk-összeolvadás, ami ritka lehetőséget kínál a gravitációs hullámjel finom jellemzőinek keresésére” – mondta Sizheng Ma, a kanadai Perimeter Institute munkatársa az IFLScience-nek.
„Amikor elemeztük ezt az eseményt, bizonyítékot találtunk egy direkt hullámmal összhangban lévő komponensre – egy olyan jelre, amely a régió lenyomatát hordozza nagyon közel az újonnan kialakult fekete lyuk horizontjához. Egyszerűen fogalmazva, úgy tűnik, hogy a téridő utolsó, gyorsan halkuló mozgását hallhatjuk a fekete lyuk széle közelében.”
A kutatók ezt az első lépésnek tekintik a fekete lyukak egy összetett és lenyűgöző tulajdonságának tanulmányozása felé. Az eseményhorizontok matematikailag leírhatók, de a tulajdonságaikat vizsgáló hatások tényleges megfigyelése forradalmi lenne.
„Ez izgalmas, mert az eseményhorizontot általában olyan dolognak tartják, amit szinte lehetetlen megfigyeléssel vizsgálni. A GW250114 eddig az egyik legtisztább jelet adhatja arra, hogy a gravitációs hullámok információt hordozhatnak közvetlenül erről a határról” – mondta Sizheng Ma.
A gravitációs hullámok detektálása hihetetlen obszervatóriumokon – amelyek az emberiség által valaha végzett legnagyobb pontosságú méréseket rögzítik – és nagyon erős elméleteken alapul. Ez utóbbi lehetővé teszi, hogy sokkal több információt kinyerjünk a jelből. Például a kutatók nemrégiben beszámoltak egy fekete lyuk ütközéséről, amelyben az ütköző partnerek egyike maga is egy másik ütközés terméke volt.
A GW250114 esetében a csapatnak sikerült kinyernie ezt a közvetlen hullámot, és ott bizonyítékokat találtak egy úgynevezett kerethúzásra. Amikor egy hatalmas objektum forog a tengelye körül, magával sodorja a téridőt, kicsit olyan, mint egy örvény. Ezt bolygók és még szupermasszív fekete lyukak körül is mérték. Egy gravitációs hullámjelben azonban ablakká válhat magára az eseményhorizontra.
„Egy forgó fekete lyuk horizontja közelében a kerethúzó hatás rendkívül erőssé válik” – mondta Sizheng Ma az IFLScience-nek. „Egyesülés során az újonnan kialakult fekete lyukhoz közeli téridő nemcsak rezeg, hanem a fekete lyuk forgása is söpöri. Ez a mozgás nyomot hagy a detektorainkhoz kifelé terjedő gravitációs hullámokon. Konkrétan a gravitációs hullámok a húzó mozgás által meghatározott karakterisztikus frekvencián vagy ahhoz közel oszcillálnak.”
A gravitációs hullámok első észlelése óta eltelt évtizedben a detektorok és az elmélet is fejlődött. Az általunk észlelt események most tisztábbak és sokkal számosabbak. Ez lehetővé teszi a képkockázat-húzás hatásának populációszintű vizsgálatát, és új ismereteket nyújthat arról, hogy mi is történik valójában egy fekete lyuk szélén – írta meg az IFLScience.
„A jövőben fejleszteni szeretnénk az elméletet, több eseményen tesztelni a módszert, és megnézni, hogy ez a horizonthoz közeli jellegzetesség következetesen megjelenik-e a fekete lyukak összeolvadásai során. Ha igen, az új módszert kínálhat a fekete lyukak szélének tanulmányozására, és Einstein elméletének tesztelésére az univerzum egyik legszélsőségesebb környezetében” – mondta Sizheng Ma.
