Bilim insanları, iki kara deliğin yıkıcı çarpışmasından kaynaklanan geri tepme hızını ilk kez ölçmeyi başardı. Albert Einstein'ın ilk kez varlığını öngördüğü ve 2015'te tespit edilen kütleçekimsel dalgalar, uzay-zaman dokusundaki dalgalanmalardır. 2019 yılında ise, boyutları oldukça farklı olan iki kara deliğin şiddetli birleşmesinden kaynaklanan bir kütleçekimsel dalga sinyali alınmıştı. Bu boyut dengesizliği, yeni doğan kara deliğin "doğum tekmesi" olarak bilinen bir fenomenle evrene savrulmasına neden oldu.
Şimdi, gökbilimciler GW190412 olarak adlandırılan bu kütleçekimsel dalga sinyalini çözerek, çarpışmanın yeni birleşen kara deliği saniyede 50 kilometreden (saniyede 31 milden fazla) daha hızlı bir hızla uzayda ilerlettiğini ortaya çıkardı. Araştırmacılar, 9 Eylül'de Nature Astronomy dergisinde yayınlanan çalışmalarında, bu hızın, kara deliğin kendi yıldız kümesinden fırlatılması için yeterli olduğunu belirtti.
Çalışmanın ortak yazarlarından biri ve Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nde astrofizikçi Koustav Chandra, bir açıklamada, "Bu, kütleçekimsel dalgaların neler yapabileceğinin dikkate değer bir göstergesi" dedi.
Çarpışma Sinyalleri
Kara delikler birbirlerine doğru savrulurken kütleçekimsel dalgalar üretirler. Ancak bir kara delik diğerinden çok daha büyük olduğunda, üretilen kütleçekimsel dalgalar, gözlemlendikleri açıya bağlı olarak çok farklı görünür.
Farklı açılardan bakarak, araştırmacılar tekmenin yönünü bulabilirler. Ardından, tekmenin hızı, iki orijinal kara deliğin kütle oranı ve dönüş hızının ölçülmesiyle belirlenebilir. Bu bilgiler, kütleçekimsel dalgalar incelenerek de elde edilebilir.
Eğer çarpışmadan kaynaklanan geri tepme, birleşmiş kara deliği yıldız kümesinden fırlatacak kadar güçlüyse, bu yeni kara deliğin daha sonra diğer kara deliklerle birleşmesini ve potansiyel olarak süper kütleli bir kara delik oluşturmasını engeller. Süper kütleli kara delikler, Güneş'in 100.000 ila 50 milyar katı kütleye sahip olabilir. Bu nedenle, tekme hızını ve yönünü anlamak, süper kütleli kara deliklerin oluşumunu takip etmek için çok önemlidir.
2018 yılında, çalışmanın ortak yazarlarından Juan Calderón Bustillo ve meslektaşları, bu kütleçekimsel dalga sinyallerine dayanarak "doğum tekmesini" tam olarak nasıl ölçeceklerini belirlemişlerdi. Ancak modelleri, o noktada bir geri tepmeyle sonuçlanan bir kara delik birleşmesi tespit edilmediği için simülasyonlara dayanmak zorundaydı.
Ardından, 12 Nisan 2019'da, Louisiana ve Washington Eyaleti'ndeki Gelişmiş LIGO dedektörleri ve İtalya'daki Virgo dedektörü, GW190412'yi kaydetti. Bu sinyal, Güneş'ten 29.7 kat daha büyük kütleli bir kara delik ile 8.4 kat daha büyük kütleli bir kara deliğin birleşmesinden kaynaklanıyordu.
Dünya'dan 2.4 milyar ışıkyılından fazla uzakta meydana gelmesine rağmen, araştırmacılar tekmenin yeni doğan kara deliği nereye gönderdiğini belirlemek için Dünya'ya göre iki açı kullandı. Kara delik, doğum yerinden, muhtemelen küresel bir küme olarak adlandırılan yoğun bir yıldız yığınından, şaşırtıcı bir şekilde saatte 179.600 kilometre (saatte 111.600 mil) hızla uzaklaştı. Bu hız, kümeden kaçıp kaçak bir kara delik haline gelmesi için yeterliydi.
Chandra, "Bu, astrofizikte sadece bir şey tespit etmediğimiz, aynı zamanda milyarlarca ışıkyılı uzaktaki bir nesnenin 3 boyutlu hareketini, yalnızca uzay-zaman dokusundaki dalgalanmaları kullanarak yeniden yapılandırdığımız nadir fenomenlerden biri" dedi.
Ekibin bir sonraki adımı, hem kütleçekimsel dalgalar hem de görünür ışıkla ölçülebilecek daha fazla kara delik birleşmesi aramak olacak. Bu arayış, kozmik canavarların nasıl büyüdüğü hakkında daha derin bilgiler sağlayabilir.
