Az Advanced LIGO detektor-páros O1 (2015 szeptember 12 - 2016 január 19 közötti) és O2 (2016 november 30 - 2017 augusztus 25 közötti) adatgyűjtési időszakaiban történt mérések elemzése így összesen tíz feketelyuk-kettős és egy neutroncsillag-kettős összeolvadásból származó gravitációs hullámot mutatott ki. A mérések utolsó 25 napjához az Advanced Virgo detektor is csatlakozott.

Az összeolvadó fekete lyukak (kék), a röntgen-sugárzásuk alapján azonosított fekete lyukak (lila), az összeolvadó neutroncsillag-kettős (narancssárga) és az elektromágneses hullámhosszakon megfigyelt neutroncsillagok (sárga) tömegeloszlása.

Az új gravitációs hullámok a GW170729, GW170809, GW170818 és GW170823 nevet viselik (az elnevezésekben az egymást követő kettes számcsoportok a detektálások évét, hónapját, napját jelölik). A hullámokat két független módon is kimutatták, a PyCBC és a GstLAL eljárásokkal, mindkettő az ún. illesztett szűrési módszeren alapul, melynek lényege a jel megtalálása a zajos háttérben a pontos jelalak ismeretében.

A GW170729 az eddigi legnagyobb tömegű feketelyuk-összeolvadás és a legtávolabbi is. Az 5 milliárd éve történt esemény során mintegy 5 naptömegnyi energia alakult át gravitációs sugárzássá.

A GW170818 forrását sikerült legpontosabban lokalizálni az eddigi feketelyuk-kettős összeolvadások közül. A 39 négyzetfokos pontosság ennek ellenére még nem túl jó (mind a Nap, mind a Hold mindössze 0,2 négyzetfokot foglal el az égen), a pontosság majd csak a gravitációshullám-detektor interferometriás rendszerhez adandó további detektorokkal javítható. Ilyenek már épülnek Japánban (KAGRA) és Indiában (LIGO-India).

Az összesen 11 gravitációshullám-detektálást összefoglaló szakcikknek a Szegedi Tudományegyetemről Gergely Árpád László egyetemi tanár és Tápai Márton tudományos segédmunkatárs is szerzői. A cikk hivatkozza Gergely Árpád László és munkatársai, Mikóczi Balázs és Vasúth Mátyás egyik feketelyuk-kettősökről írt korai munkáját is. A hullámkatalógusról készült vizualizációt itt lehet megtekinteni. A szegedi csoportnak több hallgató résztvevője is van, akik igyekeznek beletanulni a hullámok közvetlen keresésével kapcsolatos feladatokba. Örvendetes, hogy a GW170823 gravitációs hullámot tartalmazó adatsor PyCBC elemzését éppen Tápai Márton végezte, ő zárta ki, hogy nem más zajforrás okozta a jelet.

Az O1 és O2 mérési sorozatok összideje, a detektálások száma és asztrofizikai modellek statisztikai összevetéséből a LIGO Tudományos Kollaboráció és a Virgo Kollaboráció egy második szakcikket is nyilvánosságra hozott, mely a feketelyuk-populációk gyakoriságával és fizikai tulajdonságaival foglalkozik. Megtudtuk például, hogy a kettős rendszerben előforduló fekete lyukak 45 naptömeg felett igen ritkák, hogy nincs szignifikáns saját-pörgésük a keringési tengely körül és hogy gyakoriságuk a távolsággal növekszik!

Minden bizonnyal a 2019 tavaszán induló O3 mérési sorozat, a detektorok jelentős érzékenységjavulása kapcsán, pontosítja majd ezeket az eredményeket.

A LIGO-t az NSF támogatja, a Caltech és az MIT működteti, akik egyben a projekt megálmodói és az eredeti valamint az Advanced LIGO berendezések megépítői. Az Advanced LIGO projekt vezető pénzügyi támogatója az NSF volt, Németország (Max Planck Társaság https://www.mpg.de/en), az Egyesült Királyság (Tudomány és Technológiai Testület), és Ausztrália (Ausztrál Kutatási Tanács ) szintén jelentős kötelezettségvállalást és hozzájárulást adott a projekthez. A programban több mint 1200 tudós, több mint 100 intézményből vesz részt a világ minden tájáról a LIGO Scientific Collaboration együttműködésen keresztül, amely a GEO Kollaborációt is magába foglalja. A magyar egyetemek közül az SZTE és az ELTE kutatói vesznek részt benne. A további partnerek listája itt található. A Virgo kollaboráció több, mint 300 fizikusból és mérnökből áll, akik 28 különböző európai kutatócsoporthoz tartoznak. Közöttük találhatók az MTA Wigner KKP kutatói is.

Gergely Árpád László