Gökbilimciler süpernova 1987A’dan gelen yerçekimsel dalgaları tespit etmeyi umuyorlar

Süpernova patlaması, büyük bir yıldızın yaşamının şiddetli bir şekilde sona erdiğini gösteren dehşet verici bir patlamadır. Olay sırasında yıldız, çok kısa bir süre için genellikle ev sahibi galaksideki tüm yıldızların toplam ışığını gölgede bırakan muazzam miktarda enerji açığa çıkarır. Patlama, ağır elementler üreterek onları yıldızların arasına yayarak yeni yıldızların ve gezegenlerin oluşumuna katkıda bulunur.

Son yıllardaki en yakın süpernova 1987’de Büyük Macellan Bulutu’nda (SN1987A) meydana geldi ve şimdi bir gökbilimci ekibi, kalıntıdan gelen kütleçekim dalgalarını tespit edip edemeyeceklerini görmek için dağlar kadar veriyi araştırdı.

Bir yıldızın yaşamının büyük bir bölümünde istikrar vardır. Bir yıldız yaşlanmaya devam ettikçe çekirdekteki elementleri kaynaştırır ve termonükleer kuvvet olarak bilinen dışarıya doğru bir itme meydana gelir. Bu, yıldızı çökertmeye çalışan yer çekiminin içe doğru çekilmesiyle dengelenir ve ömrünün büyük bölümünde bu iki kuvvet dengelenir.

Güneş gibi yıldızlar öldüğünde, termonükleer kuvvet yerçekimi kuvvetine üstün gelir ve dış katmanlar, kırmızı dev ve gezegenimsi bulutsu aşamaları boyunca uzayda yavaşça kaybolur. Güneş’in yaklaşık sekiz katı veya daha fazla kütleye sahip daha büyük yıldızlarda, yerçekimi, yıldız öldüğünde ve yıldız patladığında geçici olarak duran termonükleer kuvvete üstün gelir. Süpernova olarak bilinen bu süreçtir. Nihai sonuç öncü yıldıza bağlıdır ancak bir nötron yıldızı, bir pulsar ve hatta bir kara delik olabilir.

1987’de Büyük Macellan Bulutu’nda bir yıldız patladı ve Dünya’dan hâlâ 168.000 ışıkyılı uzaklıkta olduğu düşünüldüğünde bile bu, gökbilimcilere bir süpernovayı her zamankinden daha yakından incelemek için harika bir fırsat sağladı. Yavaş yavaş genişleyen süpernova kalıntısının kalbinde, öncü yıldızın çekirdeğinin kalıntıları olan bir nötron yıldızı (NS1987A — nötrinoların tespiti bunu doğruladı) yer alıyor. Çekirdek çökerken, tüm protonlar ve elektronlar birleşerek devasa, devasa, hatta devasa bir yapı oluşturdular. nötron yaklaşık 20 km çapındadır.

Nötron yıldızları mükemmel değildir, yüzeylerinde kusurlar olması muhtemeldir ve döndükçe, topaklar ve tümsekler (ne kadar küçük olursa olsun) kütleçekim dalgalarına neden olabilir. Adından da anlaşılacağı gibi, yerçekimi dalgaları tıpkı okyanustaki dalgalar gibi dalgalardır ancak suda yayılmak yerine uzayda ve zamanda yayılırlar. İlk dalgalar 2015 yılında Lazer Girişimölçer Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (akılda kalıcı LIGO adıyla da bilinir) kullanılarak keşfedildi.

Tsvi Piran ve Takashi Nakamura, 1988 yılında nötron yıldızlarından gelen kütleçekim dalgalarını tespit etmenin mümkün olabileceğini öne sürdüler, ancak bunu kanıtlama potansiyelinin gerçeğe dönüşmesi ancak LIGO gibi kütleçekim dalgası gözlemevlerinin çevrimiçi hale gelmesiyle mümkün oldu. 2022’de Gelişmiş LIGO sistemi ve VIRGO adı verilen başka bir yerçekimi dalgası gözlemevi kullanılarak NS1987A’dan gelen yerçekimi dalgalarını tespit etmek için başarısız bir girişimde bulunuldu. Arama 75 ile 275 Hz arasındaki frekansları kapsıyordu.

İçinde kağıt az önce şuraya gönderildi: arXiv Benjamin J. Owen, Lee Lindblom, Luciano Soares Pinheiro ve Binod Rajbhandari tarafından hazırlanan ön baskı sunucusu, Advanced LIGO’dan veriler ve VIRGO’dan başka bir veri kümesi kullanılarak başka bir girişim anlatılıyor. Bu girişimde frekans bandını 35 Hz’den 1050 Hz’ye genişleten geliştirilmiş kod kullanıldı. Maalesef arama yine başarısızlıkla sonuçlandı ancak ekip pes etmiyor.

Advanced LIGO’dan, VIRGO’dan ve hatta Kozmik Kaşif gözlemevi nihayet hizmete girdiğinde elde edilen veriler kullanılarak daha fazla araştırma yapılması planlanıyor ve önümüzdeki yıllarda nötron yıldızlarından gelen yerçekimi dalgalarının nihai olarak ortaya çıkacağını umuyoruz.