Az univerzum “ketyegő órái”
A pulzárok rádiójelei elképesztő pontossággal érkeznek a Földre, néha olyan precízen, mint egy svájci óra. A Rák-ködben például egy ilyen neutroncsillag közel fénysebességgel pörgő anyagot lövell ki magából, miközben erős mágneses erővonalak, anyag–antianyag sugarak és röntgensugaras gyűrűk övezik. Ezeknek a jeleknek a legkisebb időbeli eltolódása is azt sejteti, hogy valamilyen ismeretlen erő – szinte egy “kozmikus szellem” – hullámokat vet az anyag és a téridő szövetén keresztül. Különösen figyelemre méltó, hogy ha több pulzárnál is ugyanolyan eltolódást észlelnek, az akár egy lassú, láthatatlan hullám áthaladását is jelezheti a világegyetemen.
A gravitációs hullámok vadászata
2023-ban számos nemzetközi együttműködés – köztük az amerikai NANOGrav és európai kutatócsoportok – erős jeleket jelentett be a nanohertz tartományú gravitációs hullámokra. Ezek a hullámok hónapokig vagy akár évekig is tarthatnak, hullámhosszuk pedig több fényévnyi lehet. Méréseikhez igen távoli, stabil pulzárokat használtak, amelyek több száz, vagy akár több ezer fényévnyire vannak a Földtől. Mindezek ellenére a felfedezés bár meggyőző, még nem éri el a részecskefizikában elvárt teljes bizonyosságot (a hírhedt 5-sigma szintet), ezért a tudósok további megerősítő adatokat várnak.
A “beat” mint kulcs a rejtélyhez
A kutatók, Hideki Asada és Shun Yamamoto a Hirosaki Egyetemről új módszert javasolnak a gravitációs hullámok eredetének feltérképezésére. Két fő jelölt van: vagy az ősi kozmikus infláció (az univerzum korai szakaszában végbement, téridőt fodrozó tágulás), vagy két közeli, egymás körül keringő szupernehéz fekete lyuk párosa. Eddig azonban az volt a gond, hogy a két lehetőség hasonló hullámmintákat produkálhat a pulzárok jeleiben.
Az újdonság abban áll, hogy a “beat” akusztikus effektusát keresik, amely akkor jelenik meg, ha két, szinte azonos frekvenciájú hullám találkozik és egymással interferálva periodikus erősödést-gyengülést okoz a jelekben. Ha ilyen “beatet” észlelnek, az erősen utal egy közeli fekete lyuk kettős rendszerére, nem pedig távoli, homogén hullámháttérre. Ez lehetőséget teremt a származás pontosabb azonosítására.
A kozmikus rejtély megfejtése hamarosan lehetségessé válik
Összefoglalva egyre közelebb kerülünk a pulzárok órajelei alapján a nanohertz tartományú gravitációs hullámok végleges felismeréséhez – ez akár néhány éven belül megtörténhet. Ha a “beat-minta” módszere sikeres lesz, fény derülhet arra, vajon a világegyetemet ősidők óta fodrozó téridőhullámok, vagy inkább egy szomszédos galaxis szupernehéz fekete lyuk-párosa kelti meg alattunk a kozmosz szövetét.
