Kütleçekim dalgaları keşfinden bu yana bilim insanları İtalya’nın Virgo, Japonya’nın Kamioka Kütleçekim Dalga Dedektörü (KAGRA) ve ABD’nin Lazer İnterferometre Kütleçekim Dalga Gözlemevi’nin (LIGO) çalışmaları sayesinde uzay-zamandaki en şiddetli olaylardan bazılarını “duyabiliyor”. Böylelikle evrene yepyeni bir pencere açabilecekler.
Yeni çalışmalar ile, günümüzdeki kütleçekimsel dalga dedektörlerinin şu anda ulaşılabilenden binlerce kat daha büyük mesafelerde en enerjik çekirdek çökmesi süpernovalarını “duyabileceğini” düşünüyorlar. Başarılı olması halinde, gözlemlenen süpernovayı üreten devasa ölmekte olan yıldızın ardında bir nötron yıldızı mı yoksa bir kara delik mi bıraktığının araştırılmasına yardımcı olabilir.
LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) işbirliğinin mevcut yerçekimsel dalga dedektörleri yardımı ile büyük yıldızların ölümünü, bir kara delik ya da nötron yıldızının doğumunu işaret eden süpernova patlamalarından gelen kütleçekimsel dalgaları Samanyolu Galaksisi’nin içinde tespit edebilmeleri düşünülmektedir. Ancak henüz galaksimizdeki süpernovaların tiz sesleri tespit edilemedi.
Peki Bilim İnsanları Neden Süpernovaların Evrenin Geri Kalanıyla İletişim Kurmak İçin Kütleçekim Dalgalarını Kullanacağına İnanıyor?
Einstein’ın 1915’te yayınlanan Genel Görelilik Teorisi, hızlanan nesnelerin neden olduğu kütleçekim dalgalarının varlığını varsayar. Buna göre, kara delikler ve nötron yıldızları birbirlerinin etrafında dönerken düşük frekanslı kütleçekim dalgaları yayarlar. Karşılaştıklarında ve birleştiklerinde bu uzay-zaman dalgalanmalarının, yüksek perdeli bir “cıvıltı” ve daha büyük bir kara delik üretildiği anlamına gelir.
Bir yıldızın çekirdeğinin hızlandırılmış çöküşünden kaynaklanan süpernovalar tarafından da bir kütleçekim dalgası cıvıltısı üretilmelidir, ancak kara delikler ve nötron yıldızları gibi yoğun yıldız kalıntıları arasındaki birleşmelerin çağrısından farklı olarak, bu kozmik cıvıltı henüz “duyulmamıştır”.
Geleneksel Astronominin “Duyamadığını”, Kütleçekimsel Dalga Astronomisi Duyabilir
Yaklaşık 140 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan eliptik galaksi NGC 4993’teki iki nötron yıldızının birleşmesi, GW 170817 kütleçekim dalgası sinyalini üretti. Bunu GW 170817B olarak tanımlanan ve birleşme sonucu oluşan yavru kara deliğin “dönüşünü” gösteren bir kütleçekim dalgası “cıvıltısı” izledi. Arkasında hızlı dönen bir kara delik bırakan bir çekirdek çökmesi süpernovası bu cıvıltıya benzer bir ses üretmelidir.
2017 yılında, LVK dedektörlerinin 2. gözlem çalışması (O2) sırasında GW 170817B keşfedildi. Bu dedektörler, mevcut çalışma (O4) sırasında olduğundan yaklaşık iki kat daha hassastır. Ayrıca, GW 170817B ile karşılaştırıldığında, böyle bir olayda oluşan kara delik daha büyük olacak ve sinyalin tespit edilmesini kolaylaştıracaktır. Bilim insanları, hızla genişleyen bir malzeme torusuna sahip çekirdek çökmeli bir süpernovadan sonra bir kara deliğin dönüşünün daha büyük bir enerji çıkışına sahip olacağını ve onu doğrudan LVK dedektörleri tarafından tespit için “en uygun noktaya” getireceğini öngördüler.
Bu durumlar ile araştırmacılar, böyle bir dönüş cıvıltısını tespit etmek için ufukta bin kat artış olması gerektiği sonucuna vardılar. Bu daha büyük ağ, böyle bir sinyal bulma olasılığını önemli ölçüde artırıyor.
Bunun gibi bir sinyal, çekirdek çökmesi süpernovaları hakkında elektromanyetik radyasyona bağımlı olan “geleneksel astronomi” yoluyla elde edilemeyecek bilgiler sağlayabilir. Süpernovadan geriye kalan yıldız kalıntısının bir nötron yıldızı mı yoksa bir kara delik mi olduğunu bize gösterebilir.
Kütleçekim dalgası tespiti ve ilksel kara deliklere değindiğimiz haber derlememize de göz gezdirebilirsiniz: https://fizikhaber.com/2024/09/kutlecekim-dalgalari-tespiti-ilksel-kara-delikler/
Haberin Kaynağı: https://www.space.com/dying-stars-chirps-neutron-star-black-hole
Haberi Derleyen: Yaren Doruk
