Daha düşük kütle aralıklı bir kara deliğin (koyu gri yüzey) koyu maviden (santimetre küp başına 60 gram) beyaza (santimetre küp başına 600 kilogram) kadar değişen renklere sahip bir nötron yıldızı ile birleşmesi ve birleşmesi, düşük kütledeki güçlü deformasyonları vurgulamaktadır. Nötron yıldızının yoğunluk malzemesi. Katkıda bulunanlar: I. Markin (Potsdam Üniversitesi), T. Dietrich (Potsdam Üniversitesi ve Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü), H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü).
Bilim insanları iki cisim arasındaki çarpışmada yerçekimsel bir dalga tespit etti. nötron yıldızı ve bir potansiyel Kara delik kütle boşluğunda bu tür kozmik olayların beklenenden daha yaygın olabileceği öne sürülüyor.
Araştırmacılar Portsmouth Üniversitesi‘nin Kozmoloji ve Yerçekimi Enstitüsü (ICG), kozmik bir gizemi çözmenin anahtarını taşıyabilecek dikkate değer bir yerçekimsel dalga sinyalinin tespit edilmesine yardımcı oldu.
Keşif, 5 Nisan’da açıklanan en son sonuçlardan geliyor. LİGO-Başak-KAGRA işbirliği, ICG üyeleri de dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanından 1.600’den fazla bilim insanının yer aldığı ve tespit etmeyi amaçlayan yerçekimi dalgaları ve bunları bilimin temellerini keşfetmek için kullanın.
Mayıs 2023’te, dördüncü LIGO-Virgo-KAGRA gözlem çalışmasının başlamasından kısa bir süre sonra, Louisiana, ABD’deki LIGO Livingston dedektörü, büyük olasılıkla bir nötron yıldızının kompakt bir nesneyle çarpışmasından kaynaklanan bir yerçekimi dalgası sinyali gözlemledi. Güneşimizin kütlesinin 2,5 ila 4,5 katıdır.
Kozmik Olayları Ortaya Çıkarmak
Nötron yıldızları ve kara deliklerin her ikisi de yoğun yıldız patlamalarının yoğun kalıntıları olan kompakt nesnelerdir. GW230529 adı verilen bu sinyali ilgi çekici kılan şey, daha ağır nesnenin kütlesidir. Bilinen en ağır nötron yıldızları ile en hafif kara delikler arasındaki olası kütle boşluğuna düşer. Yerçekimi dalgası sinyali tek başına bu nesnenin doğasını ortaya çıkaramaz. Benzer olayların, özellikle de elektromanyetik radyasyon patlamalarının eşlik ettiği olayların gelecekte tespit edilmesi, bu sorunun çözülmesine yardımcı olabilir.
“Dördüncü LIGO-Virgo-KAGRA gözlem çalışmasının heyecan verici sonuçlarından ilki olan bu tespit, nötron yıldızları ile düşük kütleli kara delikler arasında daha önce düşündüğümüzden daha yüksek oranda benzer çarpışmaların olabileceğini ortaya koyuyor” diyor Dr. Jess McIver, British Columbia Üniversitesi’nde Yardımcı Doçent ve LIGO Bilimsel İşbirliği Sözcü Yardımcısı.
Bu olay yalnızca bir yerçekimsel dalga dedektörü tarafından görüldüğünden, bunun gerçek olup olmadığının değerlendirilmesi daha da zorlaşıyor.
Bu görüntü, daha düşük kütle aralıklı bir kara deliğin (koyu gri yüzey), koyu turuncudan (santimetre küp başına 1 milyon ton) beyaza (santimetre küp başına 600 milyon ton) kadar değişen renklere sahip bir nötron yıldızı ile birleşmesini göstermektedir. Yerçekimi dalgası sinyali, koyu maviden camgöbeğine kadar renkler kullanılarak artı polarizasyonun bir dizi gerilim genliği değeriyle temsil edilir. Katkıda bulunanlar: I. Markin (Potsdam Üniversitesi), T. Dietrich (Potsdam Üniversitesi ve Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü), H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü).
Tespit Tekniklerindeki Gelişmeler
ICG’de Araştırma Yazılım Mühendisi olan Dr. Gareth Cabourn Davies, tek bir dedektörde olayları aramak için kullanılan araçları geliştirdi. Şöyle dedi: “Olayları birden fazla dedektörde görerek doğrulamak, sinyalleri gürültüden ayırmada en güçlü araçlarımızdan biridir. Arka plan gürültüsünün uygun modellerini kullanarak, gördüklerimizi destekleyecek başka bir dedektörümüz olmadığında bile bir olayı değerlendirebiliriz.”
2015 yılında yerçekimsel dalgaların tespit edilmesinden önce, yıldız kütleli kara deliklerin kütleleri öncelikle x-ışını gözlemleri kullanılarak bulunurken, nötron yıldızlarının kütleleri radyo gözlemleri kullanılarak bulunmuştu. Ortaya çıkan ölçümler, aralarında Güneş’in kütlesinin yaklaşık 2 ila 5 katı kadar bir boşluk bulunan iki farklı aralığa düştü. Yıllar geçtikçe az sayıda ölçüm, astrofizikçiler arasında oldukça tartışılan kütle boşluğunu aştı.
Son Bulguların Etkileri
GW230529 sinyalinin analizi, bunun, biri Güneş’in kütlesinin 1,2 ila 2,0 katı, diğeri ise iki katından biraz daha büyük kütleye sahip iki kompakt nesnenin birleşmesinden geldiğini gösteriyor.
Yerçekimi dalgası sinyali, bu kompakt nesnelerin nötron yıldızı mı yoksa kara delik mi olduğunu kesin olarak belirlemek için yeterli bilgi sağlamasa da, daha hafif olan nesnenin bir nötron yıldızı ve daha ağır olan nesnenin bir kara delik olması muhtemel görünüyor. LIGO-Virgo-KAGRA İşbirliğindeki bilim adamları, daha ağır nesnenin kütle boşluğunun içinde olduğundan eminler.
Yerçekimi dalgası gözlemleri artık kompakt nesne kütlelerinin neredeyse 200 ölçümünü sağlamıştır. Bunlardan yalnızca bir başka birleşme, kütle aralığı kompakt bir nesneyi içermiş olabilir; GW190814 sinyali, bir kara deliğin, bilinen en ağır nötron yıldızlarının kütlesini aşan ve muhtemelen kütle aralığı içinde yer alan kompakt bir nesneyle birleşmesinden geldi.
Dr. Sylvia Biscoveanu şöyle söylüyor: “Kütle aralığına sahip nesnelere ilişkin önceki kanıtlar hem kütleçekimsel hem de elektromanyetik dalgalarda rapor edilmiş olsa da, bu sistem özellikle heyecan verici çünkü bu, bir nötron yıldızıyla eşleştirilmiş kütle aralığına sahip bir nesnenin ilk yerçekimi dalgası tespitidir.” itibaren kuzeybatı Üniversitesi. “Bu sistemin gözlemlenmesi, hem ikili evrim teorileri hem de kompakt nesne birleşmelerinin elektromanyetik karşılıkları için önemli çıkarımlara sahiptir.”
Devam Eden ve Gelecekteki Gözlemler
Dördüncü gözlem çalışmasının, dedektörlerin bakımlarının yapılması ve gerekli bazı iyileştirmelerin yapılması amacıyla birkaç aylık ara da dahil olmak üzere 20 ay sürmesi planlanıyor. Mevcut kırılmanın başladığı 16 Ocak 2024 itibarıyla toplam 81 önemli sinyal adayı tespit edilmişti. GW230529, detaylı inceleme sonrasında yayınlanan bunlardan ilkidir.
Dördüncü gözlem çalışması 10 Nisan 2024’te LIGO Hanford, LIGO Livingston ve Virgo dedektörlerinin birlikte çalışmasıyla devam edecek. Çalışma, gözlemde başka planlı ara verilmeden Şubat 2025’e kadar devam edecek.
Gözlem çalışması devam ederken, LIGO-Virgo-KAGRA araştırmacıları çalışmanın ilk yarısındaki verileri analiz ediyor ve halihazırda tanımlanmış olan geri kalan 80 önemli sinyal adayını kontrol ediyor. Şubat 2025’teki dördüncü gözlem çalışmasının sonunda, gözlemlenen kütleçekim dalgası sinyallerinin toplam sayısı 200’ü aşacaktır.
