Gökbilimciler kütleçekim dalgaları sayesinde yeni ve büyük bir keşfe imza atarak ilk karadelik ve nötron yıldızı çarpışmasının izlerini yakaladı.
Gökbilimciler, S190814bv adı verilen kozmik olayı temsil eden kütleçekim dalgasının ilk kez tespit edilen bir karadelik-nötron yıldızı çarpışması olduğunu düşünüyor. LIGO ve Virgo interferometrelerinde 14 Ağustos günü tespit edilen kütleçekim dalgası, %99 oranında bir karadelik ile nötron yıldızının çarpışmasına ait.
Araştırmada yer alan California, Santa Cruz Üniversitesi’nden Ryan Foley, “Yılbaşından önceki gece gibi… Ağacın altındaki hediyeleri görmeyi bekliyorum” ifadesini kullandı.
Astrofizikte çığır açan kütleçekim dalgalarının tespiti, derin uzayda olup biten dev kozmik olayların tespitini sağlayan en yeni buluş. Gökbilimciler ilk kez Şubat 2016’da iki dev kara deliğin çarpışmasına ait kütleçekim dalgasını tespit ettiklerini duyurmuştu. Bir yıl sonrasında, kara deliklerden daha az kütleli gök cisimleri olan nötron yıldızlarının çarpışmasına ait ilk kütleçekim dalgası Dünya’ya ulaşmıştı.
Kara delikler ve nötron yıldızları, Evren’in en yoğun kütleli cisimlerinden ikisini temsil ediyor. Ölü bir yıldızın kalıntısını temsil eden kara deliklerin bugüne kadar kütlesi Güneş’in 5 katından daha az olan bir tanesine rastlanmadı. Nötron yıldızlarının kütlesi ise Güneş’in yaklaşık 2.5 katına eşit.
Gökbilimciler bu yıl başında bir kara delik ve nötron yıldızı çarpışmasına ait ilk sinyallerin yakalandığını düşünüyordu ancak ihtimal sadece %13 olarak belirmişti. Sinyal-gürültü oranı çok düşük olduğu için takip etmeye bile zahmet etmediler.
Ancak S190814bv için durum tam tersi. Sinyal bu sefer çok güçlü ve kara delik-nötron yıldızı ile oluşan çift sistemlerin varlığını doğrulayabilir. Kara delik ve nötron yıldızlarının yaşam döngülerini aynı sistemde yaşıyor oldukları veya bir kara deliğin yörüngesindeki bir nötron yıldızını kendisine çekmesi, gökbilimciler için oldukça heyecan verici senaryolar.
900 milyon ışık yılı öteden gelen sinyal
Ne olup bittiğini anlamak için Foley ve meslektaşları uzay-zamanda göle atılan taşın oluşturduğu halkalar gibi ilerleyen kütleçekim dalgasını deşifre etmeleri gerekiyor. Çift sistemdeki cisimlerin düzeni, kütleleri, hızları ve hızlanmaları gibi tüm bilgiler, kütleçekim dalgasında yatıyor.
ScienceAlert sayfasına yorun yapan Alelaide Üniversitesi’nden Peter Veitch, “kütleçekim sinyali sayesinde gök cisimlerinin dönüş hızları ile eksenlerinin yörüngedeki konumu” hakkında bilgi elde edilebileceğini belirtti. İki gök cisminin kendi eksenlerindeki dönüşlerinin uyumlu olması, gerçekten bir çift sistem içinde olduklarına işaret edebilir. Öte yandan, galaksilerin birleşmesi gibi bir süreçte bir gök cismi bir diğerini kendi yörüngesine çekmiş ise her ikisinin de farklı yönlerde farklı dönüş hızları olması bekleniyor.
Foley ve meslektaşları, tarihi keşfi doğrulamak için Hawaii’deki Keck Gözlemevi ile 900 milyon ışık yılı ötedeki bir galaksiyi gözlemliyor. Sinyalin geldiği yer olduğu düşünülen bölge, bir nötron yıldızının karıştığı kozmik çarpışmaya işaret edecek elektromanyetik radyasyon tespiti için taranıyor.
Nötron yıldızlarının gizemi ortaya çıkacak mı?
Astronomları S190814bv keşfi hakkında heyecanlandıran bir diğer faktör, doğrulanması halinde kozmik çarpışmanın nötron yıldızları hakkında bir bilinmeyene kapı açacak olması: Bir çay kaşığında modern bir şehrin kütlesini içeren nötron yıldızlarının içinde ne var? Bu sorunun cevabı, nötron yıldızının kara delik tarafından parçalanmış olması halinde ortaya çıkabilir.
Eğer 900 milyon ışık yılı ötede elektromanyetik radyasyon tespit edilmezse, Evren’deki en yoğun kütleli yıldızları temsil eden bir nötron yıldızının orada olmadığı ortaya çıkacak. Bu da, gökbilimcilerin yanlış yere baktığı veya elektromanyetik radyasyonun tespit edilemeyecek kadar zayıf olduğu anlamına gelecek.
Gökbilimciler S190814bv çarpışmasında bir nötron yıldızı yer almamasına çok düşük ihitmal veriyor. Çünkü sinyallerde tespit edilen iki cisimden küçük olanı Güneş’in en az üç katı kütleye sahip. Eğer bir nötron yıldızı değilse, bugüne dek keşfedilen en küçük kara delik olabilir (ki bu da çok beklenmedik bir durum olur).
Tüm bunların yanında son derece karmaşık kozmosun sunduğu ek senaryolar da var. Bir kara delik ile nötron yıldızının tahmin edilenden çok farklı ve henüz bilinmeyen bir şekilde etkileşime girmeleri gibi.
Foley şu ifadeyi kullanıyor:
“Eğer kara delik nötron yıldızından çok daha büyük ise yıldız kara deliğin olay ufkunda parçalara ayrılacak. Eğer ortaya çok büyük bir parlaklık çıkarsa, hiçbiri görmemiz için olay ufkundan kaçamayacak… Bu bilim-kurguya olabildiğince yaklaşabildiğiniz senaryo.”