Ana sayfa Blog

Işık ve Kütle Çekimi Birleştirmek

Dev yıldızlar (kütlesi Güneş’ten 8 veya daha fazla kat büyük olanlar) sıklıkla birbirleri etrafında dönen kütle çekimsel olarak bağlı çiftler içerisinde meydana gelirler. Kaçınılmaz olarak, bu çiftlerde yıldızlardan bir tanesi, yoldaşından daha önce nükleer yakıtının sonuna gelerek çökecek ve bir süpernova olarak patlayacaktır. Patlayan yıldız bazı durumlarda çekirdeğini geride, yoldaş yıldızının yörüngesinde hala kütle çekimsel olarak bağlı durumda olabilen aşırı yoğun bir nötron yıldızı olarak bırakır. Yoldaş da nihayetinde bir süpernova olarak patlayacaktır ve o da gerisinde bir nötron yıldızı bırakabilir. Böylece başlangıçtaki dev çifti sistemi, kütle çekimsel olarak bağlı bir nötron yıldızları çifti oluşturabilir. Böylesi bir çift sistemine ünlü bir örnek, 1974’te keşfedilen çift pulsardır. Böyle sistemler, kütle çekim dalgaları yayarak yörüngesel enerji kaybettikleri için ölüme mahkumlardır. Kütle çekim dalgaları Einstein tarafından 1915’te öngörüldüğü gibi uzayzamanda, dev cisimlerin hızlanmasıyla üretilen küçük dalgacıklardır. Şaşırtıcı bir şekilde, birleşen kara delikler tarafından üretilen uzayzaman salınımları yakın zamanda LIGO ve Virgo kütle çekim dalgası detektörleri tarafından tespit edildi. Ama bu kara delik birleşmeleri karanlık ve hiç gözlenebilir elektromanyetik radyasyon üretmiyorlar. Diğer taraftan, birleşen nötron yıldızları kütle çekim dalgası radyasyonu fışkırmalarının yanında elektromanyetik radyasyon fışkırmaları da üretiyor olmalılar. Nötron yıldızı birleşmelerinin, Fermi Gama-ışın Gözlemevi ve Swift uydusu tarafından görülenlere benzer, inanılmaz güçlü ama kısa gama-ışın patlalamarının kaynağı olduğuna inanılıyor fakat bugüne değin hiçbir nötron yıldızı birleşmesi doğrudan gözlenmedi. Yani şimdiye kadar. 17 Ağustos 2017’de LIGO ve Virgo kütle çekim dalgası gözlemevleri, daha önce görülenlerin tamamından çok daha uzun bir kütle çekim dalgası kaynağı tespit ettiler. Sinyalin analizi, olay tarafından üretilen salınımların, her birisi Güneşimizin kütlesinden biraz daha fazla kütleye sahip iki nötron yıldızının birleşmesiyle uyumlu olduğunu gösterdi.  Yalnızca 1.7 saniye sonra Fermi Gama-ışın Gözlemevi, kütle çekim dalgası kaynağının yeriyle konumsal olarak uyum gösteren kısa bir gama-ışın patlaması gördü. Yukarıdaki görsel (solda) Fermi ve LIGO gözlemevlerini ve (sağda) birleşme tarafından üretilen Gama-ışın ve kütle çekim dalgası sinyallerini gösteriyor. Hubble Uzay Teleskobu, Chandra X-ışın Gözlemevi ve Swift ve INTEGRAL uydularıyla birlikte yer temelli büyük teleskoplarla yapılan devam gözlemleri, kaynağı, Dünya’dan yaklaşık 130 milyon ışık yılı uzakta yer alan NGC 4993 adlı bir galaksideki patlayan bir yıldızı gerçekten görüntülemeyi başardı. Kütle çekimsel ve elektromanyetik radyasyon arasındaki bağlantı ilk defa pek çok temel soruya cevaplar sunuyor. Örneğin; kozmik bir ölçekte kütle çekimin hızının ışığın hızıyla aynı olduğunu, birleşen nötron yıldızlarının gerçekten de kısa süreli Gama-ışın fışkırmaları ortaya çıkardığını ve bu nötron yıldızı birleşmelerinin altın ve platin gibi değerli elementleri ürettiğini gösteriyor.

Görsel & Referans: LIGO; Virgo; Fermi; NASA/DOE; NSF; EGO