Evrenin yeni haritası, gizli kara delikleri ve kozmik yapıyı ortaya çıkarmak için yerçekimi dalgalarını kullanıyor

Swinburne Teknoloji Üniversitesi’nden gökbilimciler tarafından yürütülen uluslararası bir çalışma, evrendeki yerçekimi dalgalarının bugüne kadarki en ayrıntılı haritalarını oluşturdu.

Çalışma aynı zamanda şimdiye kadarki en büyük galaktik ölçekli yerçekimsel dalga dedektörünü üretti ve yerçekimsel dalgaların “arka planına” dair daha fazla kanıt buldu: evrenin bazı büyük gizemlerinin kilidini açmaya yardımcı olabilecek, uzaydaki görünmez ama inanılmaz derecede hızlı dalgalanmalar.

Üç çalışma, evrenin en büyük kara deliklerine, evreni nasıl şekillendirdiklerine ve geride bıraktıkları kozmik mimariye dair yeni bilgiler sunuyor.

Makalelerden ikisinin baş yazarı ve OzGrav ve Swinburne’den araştırmacı Dr. Matt Miles, araştırmanın içinde yaşadığımız evreni anlamak için yeni yollar açtığını söylüyor.

Dr. Miles, “Arka planı incelemek, milyarlarca yıl boyunca gerçekleşen kozmik olayların yankılarına uyum sağlamamıza olanak tanıyor” diye açıkladı. “Galaksilerin ve evrenin kendisinin zaman içinde nasıl geliştiğini ortaya koyuyor.”

Eşi benzeri görülmemiş yerçekimi dalgası sinyali

Çalışma, süper kütleli kara deliklerin birleşmesinden kaynaklanan yerçekimsel dalga sinyallerinin, benzer küresel deneylerden daha güçlü bir sinyal yakaladığı ve zamanın sadece üçte birinde olduğuna dair daha fazla kanıt ortaya çıkardı.

Dr. Miles, “Gördüklerimiz, beklediğimizden çok daha dinamik ve aktif bir evrenin ipuçlarını veriyor” dedi. “Süper kütleli kara deliklerin bir yerlerde birleştiğini biliyoruz, ama şimdi şunu sormaya başlıyoruz: onlar nerede ve orada kaç tane var?”

Beklenmeyen sıcak noktalara sahip ayrıntılı yerçekimsel dalga haritaları

Pulsar zamanlama dizisini kullanarak araştırmacılar, mevcut yöntemleri geliştirerek oldukça ayrıntılı bir yerçekimsel dalga haritası oluşturdular. Bu harita ilgi çekici bir anormalliği ortaya çıkardı; sinyalde olası bir yön sapmasını akla getiren beklenmeyen bir sıcak nokta.

Çalışmalardan birinin baş yazarı ve OzGrav ve Monash Üniversitesi’nden araştırmacı Rowina Nathan, haritanın evrenimizin yapısına eşi benzeri görülmemiş bir bakış açısı sağladığını söylüyor.

“Bir sıcak noktanın varlığı, güneşimizin kütlesinin milyarlarca katı olan bir çift kara delik gibi belirgin bir yerçekimsel dalga kaynağına işaret edebilir” dedi.

“Yerçekimi dalgalarının düzenine ve modellerine bakmak bize evrenimizin bugün nasıl var olduğunu ve Büyük Patlama’ya kadar uzanan sinyalleri içerdiğini gösteriyor. Bulduğumuz sıcak noktanın önemini belirlemek için yapılacak daha çok iş var, ancak bu ileriye doğru atılmış heyecan verici bir adım.” alanımız için.”

Araştırmacılar, dünyanın en hassas ve son teknoloji cihazlarından biri olan Güney Afrika’daki MeerKAT radyo teleskopunu kullanarak, pulsarları gözlemlemek ve onları nanosaniye hassasiyetinde zamanlamak için kullanarak MeerKAT Pulsar Zamanlama Dizisini oluşturdular.

Pulsarlar (hızla dönen nötron yıldızları) doğal saatler olarak hizmet eder ve onların sabit titreşimleri, bilim adamlarının geçen yerçekimsel dalgaların neden olduğu küçük değişiklikleri tespit etmesine olanak tanır. Bu galaktik ölçekli dedektör, gökyüzündeki yerçekimsel dalgaların haritasını çıkarma fırsatı sunarak önceki varsayımlara meydan okuyan desenleri ve varyasyonları ortaya çıkardı.

Nathan, yerçekimi dalgası arka planının gökyüzüne eşit şekilde dağılacağının sıklıkla varsayıldığını söylüyor.

“Ancak, MeerKAT pulsar zamanlama dizisi tarafından oluşturulan galaktik boyutlu yerçekimsel dalga detektörü, bu sinyalin yapısını benzeri görülmemiş bir hassasiyetle haritalamamıza olanak tanıdı ve bu, kaynağı hakkında içgörüler ortaya çıkarabilir.”

Bu ölçümler, büyük kara deliklerin oluşumu ve evrenin erken tarihi hakkında heyecan verici yeni soruların önünü açıyor. MeerKAT dizisi ile devam eden gözlemler, bu yerçekimsel dalga haritalarını geliştirecek ve yeni, önceden gizlenmiş kozmik olayları ortaya çıkarabilecektir.

Araştırma aynı zamanda bilim adamlarının süper kütleli kara deliklerin kökenlerini ve evrimini, galaksi yapılarının oluşumunu ve hatta potansiyel olarak evren tarihindeki en eski olayları daha iyi anlamalarına yardımcı olabilecek veriler sunan geniş çıkarımları da içeriyor.

Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nde araştırmacı ve çalışmalardan birinin ortak yazarı Kathrin Grunthal, gelecekte veri setlerinden ortaya çıkan kütleçekim dalgası sinyalinin kökenini anlamayı hedeflediklerini söylüyor.

“Gökyüzü boyunca yerçekimsel dalga sinyalindeki değişiklikleri arayarak, evrenimizi şekillendiren astrofiziksel süreçlerin parmak izlerini arıyoruz.”