Yeni model, yerçekimi dalgalarından elde edilen bilgileri iyileştirecek

İkili nötron yıldızlarında birleşmeden önceki salınımlar, bilim adamlarının yerçekimi dalgası algılamasından elde edebilecekleri içgörüler için büyük etkilere sahip olabilir.

Birmingham Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, birbirine yaklaştıkça iki yıldızın gelgit alanları arasındaki etkileşimlerin neden olduğu bu benzersiz titreşimlerin yerçekimi dalgası gözlemlerini nasıl etkilediğini gösterdiler. Çalışma şurada yayınlandı: Fiziksel İnceleme Mektupları.

Bu hareketleri hesaba katmak, karadeliklerin ve nötron yıldızlarının birleşmesiyle üretilen yerçekimi dalgalarını (zaman ve uzaydaki dalgalanmaları) tespit etmek için kurulmuş Gelişmiş LIGO ve Virgo aletleri tarafından alınan verileri anlamamızda büyük bir fark yaratabilir.

Araştırmacılar, Advanced LIGO’nun bir sonraki gözlem çalışması için yeni bir model hazırlamayı ve 2025’te ilk gözlem çalışmasına başlayacak olan A+ adlı yeni nesil Advanced LIGO enstrümanları için daha da gelişmiş modellere sahip olmayı hedefliyor.

2016 yılında LIGO Scientific Collaboration ve Virgo Collaboration tarafından ilk yerçekimi dalgaları tespit edildiğinden beri, bilim adamları, nükleer yoğunluklardaki bir nötron yıldızının fiziği de dahil olmak üzere, bu sinyalleri üreten devasa çarpışmalar hakkındaki anlayışlarını geliştirmeye odaklandılar.

Birmingham Üniversitesi Yerçekimi Dalgası Astronomi Enstitüsü’nden Dr. Geraint Pratten, makalenin baş yazarıdır. “Bilim adamları artık en son kütleçekimsel dalga tespitlerinden nötron yıldızları hakkında çok önemli bilgiler elde edebiliyorlar. Örneğin, yıldızın kütlesi ve yarıçapı arasındaki ilişki gibi ayrıntılar, nötron yıldızlarının arkasındaki temel fizik hakkında önemli bilgiler sağlıyor. Bu ek etkileri ihmal edersek, bir bütün olarak nötron yıldızının yapısını anlamamız derinden önyargılı hale gelebilir.”

Makalenin ortak yazarı ve Yerçekimi Dalgası Astronomisi Enstitüsü’nde Doçent olan Dr. Patricia Schmidt, “Bu iyileştirmeler gerçekten önemli. Tek nötron yıldızlarında, yıldızın çekirdeğinin derinliklerinde, maddenin nerede olduğunu anlamaya başlayabiliriz. Bu noktada atomların birbirleriyle henüz görmediğimiz şekillerde etkileşime girdiğini görmeye başlayabiliriz – potansiyel olarak yeni fizik yasaları gerektirebilir.”

Ekip tarafından tasarlanan iyileştirmeler, University of Birmingham’ın Advanced LIGO programına yaptığı en son katkıyı temsil ediyor. Üniversitenin Yerçekimi Dalgası Astronomi Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, programın ilk aşamalarından beri dedektörlerin tasarımı ve geliştirilmesiyle derinden ilgilendiler. İleriye baktığımızda, Ph.D. öğrenci Natalie Williams, yeni modelleri daha da iyileştirmek ve kalibre etmek için şimdiden hesaplamalar üzerinde çalışıyor.