Kara Delikler Çarpıştı, Uzay Zaman Titreşti!
İki kara delik, kara deliklerin büyümesine ilişkin anlayışımızda devrim yaratabilecek bir birleşmeyle çarpıştı.
Kaydedildiği tarih olan 23 Kasım 2023’ten sonra GW 231123 olarak adlandırılan bu olay, 225 Güneş’ten daha ağır bir nesneyle sonuçlanan, şimdiye kadar gördüğümüz en büyük kütleli kara delik çarpışmasıdır.
Daha önce, en büyük kara delik çarpışması Güneş’in 142 katı kütlede bir nesne üretmişti.
Bunu bu kadar inanılmaz yapan şey, çarpışmaya dahil olan kara deliklerin her birinin, tek bir yıldız çekirdeğinden oluşan kara delikler için üst kütle sınırından daha ağır olması – her ikisinin de daha önceki çarpışmalara dahil olmuş olabileceğini düşündürüyor.
İngiltere’deki Cardiff Üniversitesi’nden gökbilimci ve fizikçi Mark Hannam, “Bu, yerçekimi dalgaları aracılığıyla gözlemlediğimiz en büyük kütleli kara delik ikilisi ve kara delik oluşumuna ilişkin anlayışımıza gerçek bir meydan okuma sunuyor” diyor.
“Bu büyüklükteki kara delikler standart yıldız evrimi modellerinde yasaklanmıştır. Bir olasılık, bu ikilideki iki kara deliğin daha küçük kara deliklerin daha önceki birleşmeleri yoluyla oluşmuş olmasıdır.”
Kütleçekimsel dalga astronomisi 2015 yılında, LIGO interferometresinin iki uç nesne birleşip tek bir nesne haline gelirken uzay-zamanda yayılan kütleçekimsel dalgalardan gelen zayıf sinyali tespit etmesiyle başladı. O zamandan beri LIGO’ya Virgo ve KAGRA tesisleri de katıldı ve Evren boyunca çarpışan kara delik çiftlerinden 300 kadar sinyal topladı.
Gökbilimciler sinyalleri analiz edip birbirinden ayırabiliyor, dalgaları kullanarak onları oluşturan kara deliklerin özelliklerini tespit edebiliyor.
İşte burada iş gerçekten harika bir hal alıyor: küçük kara delikleri uzayda bulmak gerçekten zordur, çünkü tespit edilebilir bir ışık yaymazlar. Gökbilimciler birleşmeler hakkında veri toplayarak kara deliklerin gerçekliği hakkında veri topluyorlar.
Bu aşırı yoğun cisimlerle ilgili araştırmaların çoğu zorunlu olarak teoriktir. Küçük olanların (milyonlarca Güneş kütlesindeki süper kütleli kara deliklerin aksine) süpernova olan büyük yıldızların kalıntıları olduğunu biliyoruz, çekirdekleri yerçekimi altında çökerek o kadar yoğun nesneler oluşturuyor ki ışık yerçekiminden kaçamıyor.
Bununla birlikte, bu oluşum mekanizmasının üretebileceği kara delik boyutunun bir üst sınırı vardır – çünkü belirli bir ağırlığın üzerindeki yıldızlar, çekirdeği tamamen yok eden çift-kararsızlık süpernovası olarak adlandırılan bir şekilde patlar. Bu sınırın ne olduğunu kesin olarak bilmiyoruz, ancak 40 ya da daha fazla güneş kütlesi kadar düşük ve 60 kadar yüksek olabilir.
Bu ağırlık sınırını aşan kara deliklere dair kanıtları zaten ortaya çıkardık. Bu 142 güneş kütleli birleşme, Güneş’in 66 ve 85 katı kütleli kara delikleri içeriyordu. Ancak GW 231123 bu sınırı oldukça olağanüstü bir şekilde yükseltiyor.
Araştırmacılar ayrıca, olayda yer alan kara deliklerin her ikisinin de çok hızlı, teorik sınıra çok yakın döndüğünü söylüyor. Bu durum sinyali biraz karmaşıklaştırdı ama aynı zamanda kara deliklerin geçmişi hakkında da bir ipucu olabilir. İki kara delik birleştiğinde, ortaya çıkan tek nesnenin daha hızlı bir dönüş hızına sahip olması gerekir; bu özellik, bilim insanlarının bir kara deliğin önceki bir birleşmenin ürünü olup olmadığını belirlemek için bir araç olarak önerdikleri bir özelliktir.
GW 231123’ün tüm karmaşıklığını çözmek için daha fazla analiz gerekecek, ancak bu olay kara deliklerin nasıl oluştuğuna dair bilimsel teorileri doğrulayabilir. Ayrıca süper kütleli kara deliklerin nasıl büyüdüğüne dair de büyük bir ipucu olabilir, çünkü kütle olarak bir yıldızla karşılaştırılabilir nesnelerden tüm galaksilerin etrafında döndüğü devasa devlere nasıl ulaştıklarını bilmiyoruz.
İngiltere’deki Birmingham Üniversitesi’nden fizikçi Gregorio Carullo, “Topluluğun bu karmaşık sinyal modelini ve tüm sonuçlarını tam olarak çözmesi yıllar alacaktır” diyor. “En olası açıklama bir kara delik birleşmesi olarak kalsa da, daha karmaşık senaryolar beklenmedik özelliklerini deşifre etmenin anahtarı olabilir. Önümüzde heyecan verici zamanlar var!”
Kaynak: https://www.sciencealert.com