Sanatçının bir yıldız kümesinin çekirdeğindeki bir karadelik koleksiyonu izlenimi. Kredi bilgileri: ESA/Hubble, N. Bartmann
2015 yılından bu yana, LIGO-Başak-KAGRA İşbirliği, birbirine çarpan yaklaşık 85 çift kara delik tespit etti. Artık Einstein’ın haklı olduğunu biliyoruz: Yerçekimi dalgaları, bu sistemler birbirlerinin etrafında dönerken, devasa kütleleriyle birlikte uzay-zamanı çarpıtarak üretilirler. Bu kozmik çarpışmaların sık sık meydana geldiğini de biliyoruz: Dedektör hassasiyeti arttıkça, bu olayları 2023’te başlayacak olan bir sonraki gözlem çalışmasında neredeyse her gün algılamayı bekliyoruz. çarpışmalar olur.
Büyük yıldızlar öldüğünde kara delikler oluşur. Tipik olarak, bu ölüm şiddetlidir, yakındaki nesneleri ya yok edecek ya da uzaklaştıracak aşırı bir enerji patlamasıdır. Bu nedenle, Evrenin yaşı içinde birleşecek kadar birbirine yakın iki kara delik oluşturmak zordur. Birleşmelerini sağlamanın bir yolu, onları yıldız kümelerinin merkezleri gibi yoğun nüfuslu ortamlarda bir araya getirmektir.
Yıldız kümelerinde birbirinden çok uzakta başlayan karadelikler, iki mekanizma aracılığıyla birbirine itilebilir. İlk olarak, en büyük nesnelerin yerçekimi potansiyeli kuyusunun ortasına doğru batmasına neden olan kütle ayrışması vardır. Bu, küme boyunca dağılmış herhangi bir kara deliğin ortada dolanarak görünmez bir “karanlık çekirdek” oluşturması gerektiği anlamına gelir. İkincisi, dinamik etkileşimler vardır. Kümede iki kara delik eşleşirse, etkileşimleri yakındaki nesnelerin yerçekimi etkisinden etkilenebilir. Bu etkiler, yörünge enerjisini ikiliden çıkarabilir ve onu birbirine yaklaştırabilir.
Yıldız kümelerinde meydana gelebilecek kütlesel ayrışma ve dinamik etkileşimler, birleşen ikili dosyaların özellikleri üzerinde parmak izlerini bırakabilir. Anahtar özelliklerden biri ikilinin yörüngesinin birleşmeden hemen önceki şeklidir. Yıldız kümelerindeki birleşmeler çok hızlı olabileceğinden, yörünge şekilleri oldukça uzun olabilir – Dünya’nın Güneş etrafında çizdiği sakin, durgun daireden çok, Halley Kuyruklu Yıldızı’nın içeri ve dışarı ziyaretlerinde yarıştığı ezilmiş elips gibi. güneş sisteminin. İki kara delik bu kadar uzun bir yörüngedeyken, yerçekimi dalgası sinyali karakteristik modülasyonlara sahiptir ve iki nesnenin nerede buluştuğuna dair ipuçları için incelenebilir.
OzGrav araştırmacıları ve mezunlarından oluşan bir ekip, yörünge şekillerini incelemek için birlikte çalışıyor. Kara delik ikili dosyalar. Monash Üniversitesi’nden Profesörler Paul Lasky ve Eric Thrane ile birlikte Dr. Isobel Romero-Shaw (eski adıyla Monash Üniversitesi’nden, şimdi Cambridge Üniversitesi’nde yerleşik) liderliğindeki grup, LIGO-Virgo tarafından gözlemlenen ikili dosyalardan bazılarının olduğunu keşfetti. -KAGRA işbirliğinin, gerçekten de yoğun nüfuslu bir yıldız kümesinde çarpışmış olabileceklerini gösteren uzun yörüngelere sahip olması muhtemeldir. Bulguları, gözlemlenen ikili kara delik çarpışmalarının büyük bir bölümünün – en az %35’inin – yıldız kümelerinde oluşturulmuş olabileceğini gösteriyor.
Romero-Shaw, “Kara delik ikililerini dans eşleri gibi düşünmeyi seviyorum” diye açıklıyor. “Bir çift kara delik birbirinden bağımsız olarak birlikte geliştiğinde, balo salonunda tek başlarına yavaş vals yapan bir çift gibidirler. Çok kontrollü ve dikkatli; güzel, ama beklenmedik bir şey yok. Bunun aksine, bir yıldız kümesinin içindeki karnaval tarzı atmosfer, aynı anda pek çok farklı dansı görebileceğiniz; irili ufaklı dans grupları, serbest stil ve bir sürü sürpriz!” Çalışmanın sonuçları bize gözlemlenen kara delik çiftlerinin tam olarak nerede birleştiğini – henüz – söyleyemese de, yıldız kümelerinin merkezlerindeki kara delik karnavallarının önemli bir katkı olabileceğini öne sürüyorlar.