Bir Kara Delik ile Bir Nötron Yıldızı Birleşti ve Ortaya Sıra Dışı Bir Gök Cismi Çıktı!

Kütleçekim dalgaları, deneysel boyutta gözlemlenebildiğinden beri, astronominin ayrılmaz bir parçası haline geldi ve her zaman bilimsel ufkumuzu genişletmeye devam ediyor. LIGO ve Virgo detektörleri, olağanüstü bir kozmik olayı gösteren bir sinyal elde etti: 23 Güneş kütlesine sahip bir karadelik ve 2,6 Güneş kütleli bir nötron yıldızı birleşti. Birleşen nötron yıldızı oldukça ilginç, çünkü kütlesi en ağır nötron yıldızları ile en hafif karadeliklerin kütlesi arasında bulunuyor. Bu tuhaf ikili sistem, kendilerine örnek ilk gözlemsel verileri bize kazandırdı. Daha da önemlisi bu veri, bilinen eski kabullerimizi sorgulamaya açtı.

Potsdam Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü’nden Abhirup Ghosh, GW190814 sinyalinin "beklenmedik ve gerçekten heyecan verici bir keşif" olduğunu söylüyor. Çünkü astronomlar, daha önce hiçbir zaman, kütleleri bu kadar farklı aralık sınırında iki nesneli bir sistemden kütleçekim dalgasını ölçmemişlerdi.

Aslında ikinci nesnenin tam verisine sahip değiliz. Eğer o bir nötron yıldızı ise, şu an bilinen en yüksek kütleli nötron yıldızı; ama eğer bir karadelik ise, şu ana kadar bilinen en düşük kütleli kara delik. Kütle aralığı nedeniyle, gelen GW190814 verileri, 20 kilometrelik, sıradan bir ölü yıldızın kalıntıları olsaydı, beklenilen kütlesi şu an ölçülen kütlesinden kat kat daha fazla olmalıydı. Bu nedenle bu nesnenin aktif bir nesne olduğunu öngörüyoruz.

Aktif bir nötron yıldızı olduğuna yönelik varsayımları destekleyen analiz verileri geldikçe, bu tür sistemlerde bir nötron yıldızının nasıl davrandığını ve kütlesinin sınırlarını tekrar ilişkilendirebileceğiz. Daha da önemlisi bu sınır belirlendiğinde LIGO-Virgo deneyinin ölçümleriyle bir kez daha haklı olduğunu gösterdiği Albert Einstein’in sonuçları, başka bir deneyle tekrar test edilebilir hale gelecektir. Max Planck Direktörü Alessandra Buonanno şöyle diyor:

Yaklaşık 20 saniyeli periyot ile oldukça uzun bir süre veri akışı almamız, daha önce bildiğimiz kütlesel kabullerden farklı olan böylesine yüksek bir sinyal gözlemlemenin elverişli duruma getirdi. Böylece, diğer başarılara ek olarak, kütleçekimi dalgaları aracılığıyla bir karadeliğin kendi kendine dönüşünün en hassas ölçümünü de gerçekleştirebildik.

Bir kara deliğin dönüş ölçümü, onun oluşumu ve gelişimi hakkında bize bilgi verir. 23 Güneş kütlesine sahip bu kara deliğin dönüşü oldukça yavaş. Bu dönüş hızı, Genel Görelilik teorisinin izin verdiği maksimum dönüş hızının %7'sinden daha az. Yani hala Albert Einstein’in en azından teorik olarak bu kütle sınırlarında da haklı çıktığını varsayabiliyoruz. Ancak bunu güçlendirecek yeni bir deneye gereksinimimiz var.

Araştırmacılar ve astronomlar, GW190814’ten gelecek yeni verilerin, benzer kütleli ikili sistemleri anlamamızda ve en hafif kara delik ve en ağır nötron yıldızları yeniden kategorize edip, özelliklerini anlayabilmemize imkan sağlayacağını belirtiyor.

Astronomlar, ikili sistemin büyük olasılıkla ya genç ve yoğun bir yıldız kümesinden ya da aktif bir galaksi çekirdeğinin yakınında oluştuğundan şüpheleniyorlar. Elde edilecek verilen bu tür nesnelerin bulunması için yoğunlaşmamız gereken gözlem noktasını da bize öğretecek.

Sisteme yönelik veri analizi, birleşmenin Dünya’dan yaklaşık 780 milyon ışık yılı uzaklıkta gerçekleştiğini gösteriyor. Sinyalin başlangıç ​​yönü, güney gökyüzündeki Heykeltıraş takımyıldızındaki bir iç sistem bölgesi gibi görünüyor. Araştırmacılar bu verilerin analizi ve modellemesi için Potsdam’daki Max Planck Enstitüsü’nde bulunani yüksek performanslı bilgisayar üniteleri "Minerva" ve "Hypatia"yı kullandı.