Simülasyonlara göre, ölmekte olan bir yıldızdan gelen yerçekimsel dalga sinyallerini yakalanabilir. Büyük bir yıldız bir kara deliğe düştüğünde açığa çıkan çalkantılı parçacık jetleri, yıldız maddesinin katmanlarının yerçekimi dalgalarını yayan asimetrik bir “koza” oluşturmasına neden olur.
Geçtiğimiz sekiz yıl içinde gökbilimciler tarafından kara delikler ya da nötron yıldızları gibi iki büyük kozmik nesnenin çarpışmasından kaynaklanan 100’den fazla kütleçekim dalgası sinyali kaydedildi. Bununla birlikte, yıldız patlaması gibi tek bir öğeyi içeren bir olaydan dalgalanan hiçbir yerçekimi dalgası gözlemlenmemiştir.
Çünkü tek nesneli olaylar rastgele frekanslarda zayıf sinyaller üretirken, iki nesneli çarpışmalar belirgin bir frekansa sahip güçlü kütleçekim dalgaları üretir. Şu anda Illinois’deki Northwestern Üniversitesi’nden Ore Gottlieb ve arkadaşları, yakın gelecekte çeşitli yerçekimsel dalga gözlemevleri tarafından tespit edilebilecek kadar güçlü yerçekimsel dalgalar üretebileceğini tahmin ettikleri tek kaynaklı bir ölen yıldız olayı keşfettiler. Gottlieb, yakın zamanda yapılan Amerikan Astronomi Topluluğu toplantısında bulguları bildirdi.
Büyük bir yıldızın şiddetli ölümü, gama ışını patlamaları olarak bilinen parçacıkların patlayıcı jetlerini püskürten bir kara delik yaratabilir. Karanlık devin içindeki maddelerin birikimi jetleri güçlendirir.
Gottlieb ve ekibi tarafından karadelik üreten bir yıldızın ölümü simüle edilerek, ilgili süreçlerden herhangi birinin süpernovanın yoğunluğu nedeniyle ölçülebilir kütleçekim dalgaları üretip üretemeyeceği incelendi. Bir tane bulundu. Yıldız maddesinin, jetler çarptıkça sıcak gaz ve enkazdan oluşan bir baloncuğa dönüştüğünü, uzay-zamanı bozduğunu ve yerçekimi dalgalarının yayılmasına neden olduğunu gördüler.
Modeller, bu gaz ve enkaz “kozasının” oldukça enerjik ve asimetrik olduğunu ortaya koyuyor ki bunların her ikisi de güçlü yerçekimi dalgalarının üretimi için gerekli. Ekibin hesaplamalarına göre, kütleçekim dalgaları 10 ila 100 Hz bölgesinde frekanslara sahip olmalı ve bu frekanslar kütleçekim dalgası gözlemevleri tarafından algılanabilmeli.
Santa Cruz’daki Kaliforniya Üniversitesi’nde fizikçi olan Stan Woosley’e göre yerçekimi dalgaları maddenin içinden geçmektedir, dolayısıyla araştırmacılar bu beklenen yerçekimi sinyalini buldukları takdirde, aksi takdirde teleskoplar tarafından tamamen gözlemlenemeyen bir sisteme bakabileceklerdir. Kendisi bu araştırmanın bir parçası değildi. “Bu tamamen heyecan verici olurdu” diyor. Woosley, bu dalgaların tahmini yoğunluğunun büyük olasılıkla mevcut dedektörler tarafından tespit edilemeyecek kadar düşük olduğu konusunda uyarıyor. Gottlieb de aynı fikirde. Şu anda, kaotik bir jet kozasından gelen yerçekimsel dalgaların, 2027’de yapılacak ve hassasiyeti artırılacak yerçekimsel dalga deneyinde tespit edilme olasılığının %10 olduğuna inanıyor.
Gottlieb’e göre, eğer bilim insanları şanslıysa, bu tür bir kütleçekim dalgası tespiti genç kara deliklerin özellikleri hakkındaki bilgilerini geliştirebilir. Gottlieb ayrıca böyle bir keşfin, kara delikler tarafından yaratılan rölativistik jetlerin davranışı ve devasa yıldızların patlamasıyla ilgili devam eden bulmacalara ışık tutabileceğine inanıyor. Gottlieb, araştırmacıların patlama niteliklerinin gözlemlenebilir özelliklerle nasıl bağlantılı olduğunu tam olarak anlayabilmeleri için kara delikler üreten ölmekte olan yıldızların daha fazla simülasyonunun yapılması gerektiğini belirtiyor. “Bu tek simülasyon bize sinyal hakkında ilginç bir şey söylemek için yeterli değil” diyor. “Bunun için çok sayıda takip çalışması yapmamız gerekecek.”
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/105
