Uzay-Zaman Dalgaları, Galaksimizin Kalbindeki Kara Delik Çarpışma Rotasında
Samanyolu’nun merkezindeki gibi süper kütleli karadeliklerden gelen yerçekimi dalgaları, kaderlerine dair ipuçları sunuyor.
Evrenin her yerindeki süper kütleli kara delikler birleşiyor, bu da eninde sonunda galaksimizin merkezindeki kara delik için gelecek olan bir kader. Neredeyse her galaksinin kalbinde yer alan bu gizemli kozmik yapılar ışık ve madde tüketir ve geleneksel teleskoplarla bir an için görmek imkansızdır.
Ancak şimdi, ilk kez, astrofizikçiler uzay ve zamanda dalgalanan yerçekimi dalgaları biçiminde doğrudan bu titanlardan bilgi topladılar. Öğrendikleri şey, yüz binlerce, hatta belki de milyonları bir araya getiren devasa kara delik çiftlerinin popülasyonunun olduğunu gösteriyor. Bu birleşmelerden gelen yerçekimi dalgalarının tümü, araştırmacıların Dünya’dan tespit edebileceği, evrenin altında yatan bir arka plan uğultusuna katkıda bulunuyor.
100’den fazla bilim insanının ortak çalışmasıyla elde edilen bulgular, galaksimizin merkezindeki Sagittarius A* olarak bilinen süper kütleli kara deliğin Andromeda galaksisinin kalbindeki kara deliğe çarparken bir gün ne olacağını doğrulamaya yardımcı oluyor.
Çarpışan Süper Kütleli Kara Delikler
Kuzey Amerika Nanohertz Yerçekimi Dalgaları Gözlemevi veya Nanograv’daki bilim adamları, ilk kez birleşen iki süper kütleli kara delikten gelen yerçekimi dalgalarını tespit etmek için uluslararası bir çabaya öncülük ettiler.
Keşiflerini Nasıl Yaptılar?
Yerçekimi Dalgaları için Nanohertz Gözlemevi, Nanogray, Ulusal Bilim Vakfı’nın desteğiyle yeni çalışmaya öncülük eden Colorado Üniversitesi’nden astrofizikçi ve Kuzey Amerika Bilimler Akademisi üyesi Joseph Simon, “Samanyolu Galaksisi, Andromeda Galaksisi ile çarpışma rotasında ve yaklaşık 4,5 milyar yıl içinde, iki galaksi birleşmeye hazırlanıyor” dedi.
Bu birleşme, sonunda Andromeda ve Sagittarius A*’nın merkezindeki kara deliğin yeni birleştirilmiş galaksinin merkezine batması ve ikili sistem olarak bilinen şeyi oluşturmasıyla sonuçlanacak. Sonuçlar Çarşamba günü Astrophysical Journal Letters’da yayınlanan bir dizi makalede açıklandı.
Yale Üniversitesi astrofizikçisi ve Nanograv üyesi Chiara Mingarelli, “Şimdiye kadar, süper kütleli kara deliklerin birleşip birleşmediğini bile bilmiyorduk ve şimdi yüzbinlerce karadeliğin birleştiğine dair kanıtlarımız var” dedi.
Araştırmacılar, yeni çalışmanın bu kara deliklerin nasıl büyüdüğü ve ev sahibi galaksilerin ne sıklıkla birleştiği gibi sorulara cevap verebileceğini söyledi. Araştırmaya dahil olmayan Seattle’daki Washington Üniversitesi’nden fizikçi Masha Baryakhtar, “Bunlar evrenimizdeki en çılgın nesnelerden bazıları. Nasıl bu kadar büyüdüklerine dair henüz bir fikir birliği yok” dedi.
Baryakhtar, bilim insanlarının süper kütleli kara delikleri birleştirmenin tarihi hakkında daha fazla şey anlamaları halinde, bunun ilk etapta nasıl oluştuklarını ortaya çıkarmaya yardımcı olabileceğini söyledi. Bu bulgular için esas olan, yakalanması zor yerçekimi dalgalarının tespiti ve bunların nasıl üretildiğini anlamaktır.
Porto Riko’daki Arecibo teleskopu, 2020’de çökene kadar pulsarlardan gelen radyo dalgalarının zamanlamasını gözlemlemek için kullanıldı.
Hareket eden kütleye sahip herhangi bir nesne, ilk olarak 1916’da Albert Einstein tarafından teorize edilen, ancak kabaca 100 yıl sonrasına kadar tespit edilemeyen bu dalgalara, zaman ve uzayda görünmez bozulmalara neden olur. (Evreni, bir bowling topunun yüzeyde yuvarlanırken dalgalanan bir trambolin olarak hayal edin.)
2015 yılında bilim adamları, yer tabanlı Lazer İnterferometre Yerçekimi-Dalga Gözlemevi’ni veya LIGO’yu, birinden gelen kısa, yüksek frekanslı yerçekimi dalgalarının ne kadar kısa olduğunu tespit etmek için kullandılar. daha az kütleli kara delikler arasındaki birleşme, Dünya’yı tek bir atom altı parçacığın genişliğinden daha az salladı. Bu çaba onlara bir Nobel Ödülü kazandırdı.
Nanograv için yerçekimi dalgaları aramalarını denetleyen Wisconsin-Milwaukee Üniversitesi fizikçisi Sarah Vigeland’a göre, LIGO kısa zaman ölçeklerinde değişen nötron yıldızları gibi çarpışan nesnelerden gelen dalgaları ölçebilir.
Gözlemevi, daha büyük nesnelerden gelen daha uzun zaman ölçeklerinde (aylar ila on yıllar arasında değişen) düşük frekanslı yerçekimi dalgalarını tespit edemiyor. Bu nedenle, Avrupa, Asya ve Avustralya’da benzer çalışmalar yapan grupları içeren uluslararası bir konsorsiyumun parçası olan Nanograv grubu, bu uzay-zaman dalgalanmalarını ölçmek için farklı bir yöntem kullanmaya karar verdi: pulsarlar olarak bilinen yıldız kalıntılarının emisyonlarını nasıl karıştırdıklarını izlemek.Çalışmaya dahil olmayan Columbia Üniversitesi astrofizikçisi Slavko Bogdanov’a göre pulsarlar, kozmik saatler gibi etkili. Bu ölü yıldız kalıntıları, saniyede yüzlerce kez hızla dönerek, Dünya’daki radyo teleskoplarından tespit edilebilen düzenli aralıklarla radyo dalgaları yayar.
Bu radyo dalgası darbelerinin düzenliliği büyük bir hassasiyetle hesaplanabildiğinden, Dünya’ya gelişlerindeki herhangi bir sapma, ister biraz geç ister biraz erken olsun, yerçekimi dalgalarının etkisine, yani kuvvetine bağlanabilir. ve kaynağı daha sonra hesaplanabilir.
Vigeland, Nanograv grubunun Porto Riko’daki Arecibo Gözlemevi, Batı Virginia’daki Green Bank Teleskopu ve New Mexico’daki Çok Büyük Diziyi kullanarak 15 yıl boyunca galaksimizdeki atarcalardan gelen radyo dalgalarının zamanlamasını gözlemlediğini söyledi.
Pulsarlarımızı düzenli olarak, yaklaşık ayda bir kez izliyoruz” dedi ve bulguların 68 pulsardan gelen verileri içerdiğini sözlerine ekledi. 15 yıl veri toplamak için uzun bir süre gibi görünse de, bu saat benzeri dönen darbelerin varış zamanını söyleyen Simon’a göre, süper kütleli kara deliklerden gelen yavaş dalgalanan yerçekimi dalgalarının türünü ölçmek için böyle bir zaman aralığı gereklidir. yıldızlar, on yıl boyunca saniyenin yalnızca yüz milyarda biri oranında değişir.
Bogdanov, veri setine daha fazla pulsar bulmanın ve eklemenin, bu yerçekimi dalgası tespitlerinin ne kadar hassas olduğunu geliştirmek için gerekli olacağını söyledi. Boulder Colorado Üniversitesi’nden bir astrofizikçi ve bir Nanograv üyesi olan Julie Comerford’a göre, evrende henüz tespit edilmemiş yerçekimi dalgaları üreten başka şeyler var. Diğer kaynaklardan birinin, uzay-zamanda büyük patlamadan kaynaklanan dalgalanmalar olabileceğini söyledi.
Comerford, yaklaşık 14 milyar yıl önce, ışık hızında veya daha hızlı genişlemeden, yayılmadan ve düzleşmeden önce, erken evrenin biraz buruşmuş bir battaniyeye benzeyen çok fazla eğriliği olduğunu söyledi. “Böylece bu süreçten kalan yerçekimi dalgalarını görebildiniz” dedi.
WSJ / Aylin Woodward
Yorumlar kapalı.