Açıklama: Milyarlarca yıl önce iki kara delik birleşti, ancak şimdi bilim adamlarını şaşırtıyor

LIGO ve Virgo, birleşme sırasında ortaya çıkan yerçekimi dalgalarından gelen sinyalleri algılar. İki ana karadelikten biri, geleneksel bilimsel bilgiye meydan okuyan olağandışı bir ara kütleye sahipti. Genel olarak anlaşılan nedir ve bu olağandışı boyutu ne açıklar?

Kara delikleri birleştirmek için hiyerarşik bir şema gösteren sanatçının konsepti. (Kredi: LIGO/Caltech/MIT/R Hurt [IPAC])

Milyarlarca yıl önce, iki kara delik arasındaki çarpışma, evrende dalgalanan yerçekimi dalgaları gönderdi. 2019 yılında bu dalgalardan gelen sinyaller yerçekimi dalgası gözlemevinde tespit edildi LIGO (Amerika Birleşik Devletleri) ve dedektör Başak (İtalya).

Ancak bilim insanlarını heyecanlandıran şey, kara deliklerin nasıl oluştuğuna dair geleneksel bilgilere meydan okuyan ana kara deliklerden birinin kütlesidir.

Keşif ve analiz iki araştırma makalesinde açıklanmıştır. bir, içinde Fiziksel İnceleme Mektupları , keşfi detaylandırır ve olağandışı birleşmenin gerçekleşmiş olabileceği olası yolları önerir. Diğer kağıt, Astrofizik Dergi Mektupları , sinyalin fiziksel özelliklerini tartışır.

Tam olarak ne tespit edildi?

Bu, nispeten yeni bir keşif alanı olan yerçekimi dalgasından gelen bir sinyaldi. Yerçekimi dalgaları, bir süpernovada bir yıldız patladığında oluşan görünmez dalgalanmalardır; iki büyük yıldız birbirinin yörüngesindeyken; ve iki kara delik birleştiğinde. Işık hızında seyahat eden yerçekimi dalgaları, yollarına çıkan her şeyi sıkıştırır ve gerer.

Yerçekimi dalgaları, bir asırdan fazla bir süre önce Albert Einstein tarafından Genel Görelilik Teorisi'nde önerildi. Ancak 2015 yılında ilk yerçekimi dalgası LIGO tarafından gerçekten tespit edildi. O zamandan beri, yerçekimi dalgalarının bir dizi müteakip tespiti yapıldı.

LIGO İşbirliği tarafından açıklandığı gibi LIGO ve Başak'ta tespit edilen sinyal, yaklaşık dört kısa kıpırdamaya benziyordu ve saniyenin onda birinden daha az sürdü.

Nereden geldi?

Daha sonraki analizler, GW190521'in büyük olasılıkla iki kara deliğin birleşmesinden meydana geldiğini ileri sürdü. Sinyal muhtemelen ikisinin birleştiği anı temsil ediyordu. Kabaca 17 milyar ışıkyılı uzaklıktan ve evrenin yarı yaşının olduğu bir zamandan geldiği hesaplandı.

Ancak bu bulgular başka sorulara yol açtı. Birleşen iki karadelikten biri orta kütle aralığına düşüyor - kara deliklerin nasıl oluştuğuna dair geleneksel bilgilerle açıklanamayan bir uyumsuzluk.

Neden olağandışı?

Şimdiye kadar gözlemlenen tüm kara delikler iki kategoriden birine ait. Bir kategori, birkaç güneş kütlesi (bir güneş kütlesi Güneşimizin kütlesidir) ile onlarca güneş kütlesi arasında değişir. Bunların büyük kütleli yıldızlar öldüğünde oluştuğu düşünülüyor.

Diğer kategori süper kütleli kara deliklerdir. Bunlar yüzbinlerce, güneşimizin milyarlarca katı arasında değişir.

Geleneksel bilgilere göre, 65 ila 120 güneş kütlesi arasında karadelik doğurabilecek yıldızlar bunu yapmaz - bu aralıktaki yıldızlar öldüklerinde bir karadeliğe çökmeden kendilerini patlatırlar.

Ancak GW190521 sinyaline yol açan birleşmede, daha büyük kara delik 85 güneş kütlesiydi - bu beklenmedik aralıkta, çift kararsızlık kütle boşluğu olarak bilinir. Şimdiye kadar gözlemlenen ilk orta kütleli kara deliktir. (Aslında, daha küçük kara delik de 66 güneş kütlesinde sınırdadır.)

İkisi, yaklaşık 142 güneş kütlesinde yeni bir kara delik oluşturmak için birleşti. Sekiz güneş kütlesine eşdeğer enerji, yerçekimi dalgaları şeklinde serbest bırakıldı ve bilim adamları tarafından şimdiye kadar tespit edilen en güçlü dalgaya yol açtı.

Olağandışı kütleli kara delik nasıl oluşmuş olabilir?

Araştırmacılar, 85 güneş kütleli kara deliğin çöken bir yıldızın ürünü olmadığını, kendisinin önceki bir birleşmenin sonucu olduğunu öne sürüyorlar. İki kara deliğin çarpışmasıyla oluşan yeni kara deliğin daha sonra 66 güneş kütleli kara delik ile birleşmesi muhtemeldir - yerçekimi dalgalarına ve LIGO ve Başak tarafından alınan sinyale yol açar.

Arkadaşlarınla ​​Paylaş: