Astrofizik Genel Uzay Uzayın Keşfi

7 Milyar Yıl Önce İki Karadeliğin Çarpışması Sonucu Ortaya Çıkan Yerçekimi Dalgası Dünyayı Salladı

Bilim insanları iki dev karadeliğin çarpışması nedeniyle Güneş’in 8 katı büyüklüğünde bir enerjinin ortaya çıktığını ve olaydan 7 milyar yıl sonra sarsıntının Dünya’dan hissedildiğini açıkladı. Gökbilimciler, şimdiye kadar iki kara delik arasında gözlemlenen en büyük birleşmeden yayılan yerçekimi “şok dalgası”nın Dünya’ya ulaştığı açıkladı.

Araştırmacılar, iki dev karadeliğin çarpışmasından sonra meydana gelen sinyalin Dünya’ya ulaşmak için yaklaşık yedi milyar yıldır yol aldığını, ancak geçen yılın Mayıs ayında ABD ve İtalya’daki lazer dedektörleri sallantıya neden olacak kadar güçlü olduğunu söyledi. Bununla birlikte, çarpışan karadeliklerin Güneş’in 142 katı kadar kütleye ve sekiz katı kadar enerjiye sahip, tek bir cisim ürettiği belirtildi.

Bilim uzun zamandır gökyüzünde biraz daha küçük ve hatta çok daha büyük kara deliklerin varlığının izini sürüyor. Ancak bu yeni gözlem, 100-1.000 Güneş (veya güneş) kütlesi aralığında yeni bir sözde orta büyüklükteki kara deliklerle ilgili ilk çalışmaların başlangıcı oldu.

Çalışma, ABD ve Avrupa’da üç süper hassas yerçekimi dalgası algılama sisteminine sahip olan uluslararası LIGO-VIRGO adlı kuruluşun araştırmacıları tarafından ortak bir şekilde gerçekleştirildi.

Bilim insanları, lazer interferometre cihazlarının kozmik olayların ürettiği uzay-zamandaki titreşimleri dinlediğini ve 21 Mayıs 2019’da hepsinin saniyenin onda biri kadar süren keskin bir sinyal algıladığını açıkladı.

Peki kara delikler nedir?

Yaşam döngüsünün sonunda büyük bir yıldız çöktüğünde, yani bir yıldız öldüğünde oluşurlar. Esasen, ışık bile kaçamayacak kadar yoğun bir şekilde paketlenmiş alan bölgeleridir. Ancak şimdiye kadar, gökbilimciler onları yalnızca iki boyutta gözlemlediler – küçük (diğer bir deyişle küçük bir şehir boyutunda) ve süper kütleli kara delikler, muhtemelen güneşten ve çevreleyen galaksilerden milyonlarca ve milyar kat daha büyük.

Gökbilimciler son zamanlarda , şu anki bilgilerine göre, bu iki boyut arasında herhangi bir şeyin var olmaması gerektiği için bile var olmaması gereken bir kara delik keşfettiler , çünkü çok büyük olacak şekilde büyüyen yıldızlar kendilerini hiçbir kara delik bırakmadan tüketeceklerdi.

Bu kara delik neden farklı?

Kara deliklerin iki ana kategorisi vardır. Yıldız kütleli kara delikler, büyük yıldızlar öldüğünde oluşur ve güneş kütlesinin birkaç katı ile kütlesinin onlarca katı arasında değişir. Ve bizimki gibi galaksilerin merkezinde bulunanlar gibi süper kütleli kara delikler, güneşimizin kütlesinin yüzlerce, binlerce ve hatta milyarlarca katı olabilir. Sonra, ikisinin arasında olan bu yeni ara kara delik var. Büyük ihtimalle çökmekte olan yıldızların yarattığı iki büyük kara delikten oluşmuştur. Birleşen iki kara delikten daha ağır olanı 85 güneş kütlesiydi ve diğer kara delik yaklaşık 66 güneş kütlesiydi.

Tüm nükleer öfkelerine rağmen yıldızlar dengede nesnelerdir: Yerçekimi yıldızları içe doğru sıkıştırır, ancak ışık çekirdekten ayrıldığında yıldızı dışarı doğru geri iter. Ancak büyük yıldızlar bazen çekirdeklerinde çok sıcak yanabilirler, bu dengeleme hareketi çarpışabilir. Foton adı verilen tek tek ışık parçacıkları, elektronların antimadde eşdeğerleri olan elektron ve pozitron çiftlerine dönüşmeye yetecek kadar enerji toplayacaktır. Bu değişiklik, güneşin çekirdeği içindeki basıncı geçici olarak düşürür ve bu da yıldızın sıkışmasına ve ısınmasına neden olur.

Mevcut teori, böyle bir yıldızın güneşimizden yaklaşık 60 ila 130 kat daha büyük olduğu zaman, sıkıştırma ve ısınmanın çift-istikrarsızlık süpernovası adı verilen bir patlamaya yol açacağını öngörüyor. Böyle bir olay yıldızı öylesine tamamen yok eder ki, fırlatılan enkaz bir kara deliğe dönüşemez.

 

Yıldızlar, çekirdekleri evrimleştiğinde ve artık yıldızın dış katmanlarını desteklemek için yeterli basınca sahip olmadığında kendi ağırlıklarının altına çöker. Sonuç bir kara delik oluşturabilir. Ancak çöken bir yıldız, çift-istikrarsızlık kütle aralığı adı verilen 65 ila 120 güneş kütlesi arasında bir kara delik üretememelidir. Bunun nedeni, en büyük kütleli yıldızların, çöküşleriyle el ele gelen süpernova tarafından yok edilmesidir.

85 güneş kütlesine sahip bu birleşmedeki iki kara delikten daha büyük olanı, bu aralıkta tespit edilen ilk kara deliktir. Ama nasıl oluştu? Bu birleşmedeki her kara deliğin muhtemelen iki küçük kara deliğin birleşmesinden oluştuğu hiyerarşik birleşme olasılığı, araştırmacılar tarafından ikinci bir çalışmaya dahil edildi.

Yerçekimi Şok Dalgaları

Bilim adamları ilk kez iki kara deliğin “nadir” bir kozmik çöküşünü gözlemlediler. Gökbilimciler, geçen yıl 2019, 12 Nisan’da meydana gelen yerçekimi dalgası dedektörleri tarafından eşit olmayan şekilde eşleşen kara delikler arasında şiddetli bir çarpışmanın tespit edildiğini buldular. Enstrüman, bilim adamlarının bulduğu “tuhaf” uzay-zaman dalgalarının dengesiz bir birleşmeden kaynaklandığını tespit etmeyi başardı. 

Çalışmaya göre, fenomen, Amerika ve Avrupa’da üç süper hassas yerçekimi dalgası algılama sistemini çalıştıran uluslararası LIGO-VIRGO işbirliği tarafından ayrıntılı olarak analiz edildi. Bilim adamları, 2015 ve 2017 yılları arasında, LIGO’nun ilk iki gözlem görevi sırasında en az 10 birleşme olduğunu kaydetti. Bununla birlikte, LIGO’nun 2019’daki üçüncü gözlem çalışması, daha önce tespit edilen kara deliklerden neredeyse dört kat daha büyük olan daha büyük kara delikleri buldu.

Yerçekimi dalgası olayına GW190521 adı verildi. Ve dedektörler tarafından toplanan dört küçük kıpırdanma, uzayda seyahat ederek 7 milyar yıl sonra Dünya’da bize ulaşan gerçek bir patlamayı temsil ediyor.

Bazı kozmik ortam türleri bu iki aşamalı birleşmeleri daha da benzer hale getirebilir. Böyle bir olayın olasılığını artırabilecek bir olasılık, bir galaksinin merkezindeki süper kütleli kara deliğin etrafında dönen bir gaz diskinde meydana gelmesidir.

Evren Yarı Yaşındayken Meydana Geldi Ama Bize Daha Yeni Ulaştı

Bilgisayar algoritmaları, söz konusu sinyalin kaynağının biri Güneş’in 66 katı, diğeri ise 85 katı büyüklüğünde olan iki karadeliğin çarpışması olduğunu belirledi. Birleşmenin boyutu 150 milyar trilyon kilometreye eşdeğer olarak hesaplandı.  Bu sinyal evrene yedi milyar yıl boyunca yayıldı. Yani bu olay evrenin yarı yaşından hemen önce meydana geldi ve şimdi dedektörlerimizle mekanik olarak Dünya’ya taşındı.

Bu Çarpışma Saniyeden daha kısa bir süre içinde, birleşme güneşin atomlarının yaklaşık sekiz kat daha fazla enerjisinin yerçekimi dalgaları şeklinde salınmasına neden oldu. Bu enerji miktarı, 13,8 milyar yıl boyunca her saniye bir milyon çarpı bir milyar atom bombasının atılmasına benzer.

Kara delik birleşmesi birkaç nedenden dolayı çok fazla bilimsel heyecana neden oluyor. İlk olarak, ürettiği kara delik, gözlemlerimizde ki şaşırtıcı bir boşluğu doldurur. Şimdiye kadar araştırmacılar, bizim güneşimizden onlarca kat daha büyük kara delikler ve Güneşimizden milyonlarca ila milyarlarca kat daha büyük olan süper kütleli kara delikler buldular, ancak hiçbir zaman 100 ila 100.000 güneş kütlesini doğrulamamışlardı.

Yaklaşık 142 güneş kütlesinde ilerleyen GW190521’in son kara deliği, bu ara aralıkta bulunan ilk kara deliktir ve daha büyük sürpriz, iki kara delikten daha büyük olanının (güneşin kütlesinden 85 kat daha büyük olan) bu aralıkta bile olmaması gerektiğidir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.