Portsmouth Üniversitesi Kozmoloji ve Yerçekimi Enstitüsü’nden (ICG) araştırmacılar, farklı ülkelerden 1.600’den fazla bilim insanının yer aldığı LIGO-Virgo-KAGRA işbirliğiyle birlikte, çözümün anahtarını tutabilecek bir yerçekimsel dalga sinyali tespit etti. kozmik gizemlerden biri.
Mayıs 2023’te, dördüncü LIGO-Virgo-KAGRA gözlemsel fırlatmasının başlamasından sonra, Louisiana’daki LIGO dedektörü, olası bir nötron yıldızı ile kütlesinin 2,5-4,5 katı kütleye sahip kompakt bir nesnenin çarpışmasından bir sinyal tespit etti. Güneş.
GW230529 adlı sinyali ilginç kılan şey, daha ağır olan nesnenin kütlesidir. Bilinen en ağır nötron yıldızları ile en hafif kara delikler arasındaki olası kütle boşluğu dahilindedir. Yerçekimi dalgası sinyalinin kendisi nesnenin doğasını açığa çıkaramaz; yalnızca benzer olayların, özellikle de elektromanyetik radyasyon patlamalarının eşlik ettiği gelecekteki tespitler bu sorunun çözülmesine yardımcı olabilir.
LIGO Bilim İşbirliği sözcüsü Dr. Jess McIver, LIGO-Virgo-KAGRA döngüsünün ilki olan bu keşfin, nötron yıldızları ile düşük kütleli kara delikler arasındaki çarpışma olasılığının önceden düşünülenden daha sık olduğunu gösterdiğini söyledi.
Bu olay yalnızca bir yerçekimsel dalga dedektörü tarafından görüldüğünden, gerçekliğini değerlendirmek daha da zorlaşıyor. ICG’de araştırma mühendisi olan Dr. Gareth Caborn Davies, tek dedektörlü olay arama araçları geliştirdi. Şunları kaydetti: “Olayları birden fazla dedektörle gözlemleyerek doğrulamak, sinyalleri gürültüden ayırmanın en iyi yollarından biridir. Ancak gürültü modellerini kullanarak, gözlemi doğrulayacak başka bir dedektörümüz olmasa bile bir olayı yargılayabiliriz.”
2015 yılında yer çekimi dalgalarının tespit edilmesinden önce, kara deliklerin ve nötron yıldızlarının kütleleri sırasıyla X-ışını ve radyo gözlemleri kullanılarak belirleniyordu. Ortaya çıkan ölçümler, aralarında Güneşimizin kütlesinin yaklaşık iki ila beş katı kadar bir kütle boşluğu bulunan iki ayrı aralığa düştü. Yıllar geçtikçe, az sayıda ölçüm daha küçük bir kütle aralığında yer aldı ve bilim camiasında bu nesnelerin kütle farklılıklarına ilişkin tartışmalara yol açtı.
GW230529 sinyalinin analizi, bunun iki nesnenin birleşmesinden kaynaklandığını gösteriyor: Bunlardan biri Güneş’ten 1,2-2 kat daha büyük, diğeri ise iki kat daha büyüktü. Küçük olan nesne muhtemelen bir nötron yıldızı, büyük olan ise bir kara delikti. Bu sinyalin LIGO-Virgo-KAGRA bilim adamlarından oluşan uluslararası topluluk tarafından daha fazla araştırılması, bu hipotezin doğrulanmasına yardımcı olacaktır.
Şu anda, yerçekimi dalgalarının gözlemleri sayesinde, bilim adamları kompakt nesnelerin kütlelerine ilişkin neredeyse 200 ölçüme sahipler. Ancak yalnızca GW190814 olarak bilinen bir birleşme, kütlesi en ağır nötron yıldızlarınınkini aşan ve kütle farkı dahilinde olabilen kompakt bir nesneyle ilişkilendirilebileceği için özellikle dikkat çekti.
Northwestern Üniversitesi’nden Dr. Silvia Biscovanu şöyle konuştu: “Bu sistem özellikle ilginç çünkü kütle farkı olan bir nesneyle ilişkili yerçekimsel dalgaların bir nötron yıldızıyla eşleştirilmiş olduğu ilk kez tespit ediliyor.” “Bu sistemin gözlemlenmesi, ikili evrim teorileri için önemli çıkarımlara sahiptir ve kompakt nesnelerin birleşmesinden kaynaklanan elektromanyetik radyasyonun bir analogu olarak hizmet edebilir.”
Dördüncü gözlem döngüsü, dedektör bakımı ve gerekli modifikasyonlar için verilen aralar dahil olmak üzere 20 ay olarak planlanmıştır. Bugüne kadar 81 önemli olay tespit edildi. GW230529 bunlardan detaylı analizlerden sonra yayınlanan ilkidir.
Dördüncü gözlem döngüsü 10 Nisan 2024’te LIGO Hanford, LIGO Livingston ve Virgo dedektörlerinin aynı anda fırlatılmasıyla yeniden başladı. Gözlemlerin Şubat 2025’e kadar kesintisiz devam etmesi planlanıyor.