A Tejútrendszer középpontjában lévő fekete lyuk felfedezéséért járt a fizikai Nobel-díj

A Tejútrendszer középpontjában lévő fekete lyuk felfedezéséért járt a fizikai Nobel-díj

2020. október 6. 20:36, Kedd
A fekete lyukakkal kapcsolatos csillagászati kutatásokban elért úttörő eredményeiért három tudós, a brit Roger Penrose, a német Reinhard Genzel és az amerikai Andrea Ghez kapja az idei fizikai Nobel-díjat a Svéd Királyi Tudományos Akadémia mai stockholmi bejelentése szerint.

Az illetékes bizottság indoklása szerint Penrose annak igazolásáért részesül az elismerésben, hogy az általános relativitáselmélet erőteljesen megjósolja a fekete lyukak kialakulását, Genzel és Ghez pedig annak felfedezéséért, hogy egy szupermasszív kompakt objektum van a Tejútrendszer középpontjában. Ez képződmény, amely a galaxis szívében meghatározza a csillagok pályáját, a jelenlegi elméletek szerint nem lehet más, mint egy nagytömegű fekete lyuk.

Penrose leleményes matematikai módszereket használt annak bizonyítására, hogy a fekete lyukak egyenesen következnek Albert Einstein általános relativitáselméletéből. Einstein maga nem hitt abban, hogy "ezek a mindent, még a fényt is elnyelő szupernehéz szörnyetegek", a fekete lyukak valóban léteznek - írta közleményében az akadémia. Tíz évvel Einstein halála után, 1965 januárjában azonban Roger Penrose bizonyította, hogy fekete lyukak valóban létrejöhetnek, és részletesen le is írta őket: középpontjukban szingularitás rejlik, ahol megszűnik a természet összes ismert törvénye. Az erről szóló úttörő tanulmányát a mai napig a legfontosabb hozzájárulásként tartják számon az általános relativitáselmélethez Albert Einstein munkássága óta.


Reinhard Genzel és Andrea Ghez kutatásai egyaránt a Tejútrendszer középpontjában lévő Sagittarius A* régióra összpontosultak. A Tejútrendszer szívéhez legközelebb lévő, legragyogóbb csillagok mozgását egyre nagyobb pontossággal sikerült feltérképezni, és az általuk vezetett csoportok egybehangzó méréseik alapján arra jutottak, hogy egy szupernehéz, láthatatlan objektum kuszálja össze a csillagokat, és ez okozza szédületes sebességű mozgásukat. A Nap tömegének hozzávetőleg négymilliószorosa koncentrálódik egy Naprendszernél nem nagyobb régióban - írta a szupermasszív objektumról a Nobel-bizottság.

A világ legnagyobb távcsöveit használva Genzel és Ghez olyan módszereket fejlesztett ki, amelyekkel átláttak a csillagközi gáz és por hatalmas felhőin, a Tejútrendszer szívébe. A technológia határait kiterjesztve új technikákat alkalmaztak a Föld légköre által okozott torzulások ellensúlyozására, egyedülálló eszközöket építettek - olvasható a méltatásban. Úttörő munkásságuk az eddigi legmeggyőzőbb bizonyítékot szolgáltatta arra, hogy egy szupermasszív fekete lyuk van a Tejútrendszer közepén.

"Az idei kitüntetettek új utakat nyitottak a kompakt és szupernehéz objektumok tanulmányozásában. De ezek az egzotikus képződmények még mindig nagyon sok kérdést vetnek fel, amelyek válaszokért kiáltanak és okot adnak a jövőbeni kutatásra. Nemcsak felépítésükről szóló kérdéseket, hanem arról szólókat is, hogy miként lehet vizsgálni a gravitáció elméletét a fekete lyukak közvetlen szomszédságában uralkodó szélsőséges körülmények között" - fogalmazott David Haviland, az illetékes bizottság vezetője.

Kiss László csillagász, a Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (CSFK) főigazgatója elmondta, hogy a brit Roger Penrose személyében egy elméleti, míg a német Reinhard Genzel és az amerikai Andrea Ghez személyében két klasszikus megfigyelő csillagászt díjazott a Svéd Királyi Tudományos Akadémia. Felidézte, hogy Roger Penrose a 60-as években négy-öt nagy hatású cikket is publikált a fekete lyukak keletkezési módjáról, az égitestek úgynevezett gravitációs összeomlásáról. Ez akkor következik be, amikor egy test elveszítve belső egyensúlyát összeomlik, és hogyha kellően nagy tömegű, akkor ezt az összeomlást a jelenleg ismert fizika egyetlen egy kölcsönhatása sem képes leállítani, így az objektum, például egy nagytömegű csillag, a legvégén fekete lyukká alakul át.

Reinhard Genzel és Andrea Ghez a legmodernebb technológiákat felhasználva azonosítottak egy szupernagy tömegű fekete lyukat a galaxisunk közepén. Munkájuk során tökéletesítették a világ legnagyobb távcsöveit és 30 éven keresztül készítettek felvételeket egy olyan közeli infravörös fényben, 2,2 mikrométeres hullámhosszokon, ahol a Tejútrendszerünkben található csillagközi por egyébként elnyel minden látható fényt. Ezen átlesve készítettek szuperéles képeket a Tejútrendszerünk magjában található óriási fekete lyuk környezetéről. Munkájuk során innovatív megfigyelési technikával azt követték végig, hogy a Sagittarius A* (Sgr A*) jelzésű rádióforrás körül hogyan keringenek a csillagok.

Magát a fekete lyukat ők sem látták, de a Sgr A*-ról bebizonyították, hogy az egy 4 millió naptömegű fekete lyuk - mutatott rá Kiss László. A kutatók precíz csillagpályaméréseikkel nemcsak a fekete lyuk tömegét tudták meghatározni, hanem az általános relativitáselméletet is tesztelték, azt vizsgálva, hogy hogyan módosul egy csillag pályája, miközben elhalad a szupernagy tömegű fekete lyuk közvetlen közelében.

Az idei fizikai Nobel-díjasok 10 millió svéd koronán (342,2 millió forintos összegen) osztoznak, az összeg felét Penrose kapja, a másik felén Genzel és Ghez osztozik. A díjátadó ünnepséget hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján tartják, a koronavírus-világjárvány miatt ezúttal azonban a megszokottnál szerényebb körülmények között.

Listázás a fórumban