Evrenin en gizemli nesnelerinden kara delikler üzerine yapılan yeni bir çalışma, fizik kurallarının ne kadar doğru işlediğini bir kez daha kanıtladı. Uluslararası bir bilim insanı ekibi, uzay-zaman dokusundaki dalgalanmalar olan kütle çekimsel dalgaları aracılığıyla iki farklı kara delik birleşmesi tespit etti. Bu birleşmelerden dikkat çekici olanı ise, her iki olayda da daha büyük kara deliğin daha önceki bir çarpışmanın kalıntısı olan nadir bir "ikinci nesil" kara delik olması ihtimali.
Araştırmacılar, bu iki büyük kara deliğin sıra dışı davranışlarını ve bu davranışların daha önceki bir birleşmeden kaynaklandığına dair ipuçlarını detaylı bir şekilde inceledi. Bu bulgular, evrendeki en şiddetli olaylardan bazılarını gözlemlemek amacıyla dünya genelindeki kütle çekimsel dalga dedektörlerini kullanan LIGO-Virgo-KAGRA İşbirliği tarafından kaydedildi.
Bu keşfi mümkün kılan iki önemli ipucu vardı: Her birleşmede, büyük kara delik oldukça hızlı dönüyordu ve yuttuğu kara deliğe kıyasla belirgin şekilde daha kütleliydi. Bu durum, bilim insanlarına bu kara deliklerin daha önce de birleşmiş olabileceği fikrini verdi.
Araştırmanın temelini oluşturan iki birleşme, birbirini takip eden iki ay içinde gerçekleşti. Bu olaylardan elde edilen kütle çekimsel dalga sinyallerinin analizi, bilim insanlarının ilgili kara deliklerin kütlesini, dönüş hızını ve mesafesini tahmin etmelerini sağladı.
İlk olayda, 11 Ekim 2024 tarihinde, Güneş'in kütlesinin altı katı ve yirmi katı kütleye sahip iki kara deliğin çarpıştığı gözlemlendi. Dünya'dan yaklaşık 700 milyon ışık yılı uzaklıktaki bu birleşme, GW241011 olarak adlandırıldı. Bu olaydaki daha büyük kara delik, şimdiye kadar bulunan en hızlı dönen kara deliklerden biri olarak kayıtlara geçti.
İkinci birleşme olan GW241110 ise 10 Kasım 2024'te tespit edildi. Bu kez Güneş'in kütlesinin sekiz ve on yedi katı kütleye sahip kara delikler söz konusuydu. Bu birleşme daha uzak bir mesafede, 2.4 milyar ışık yılından gerçekleşti. İlginç bir şekilde, bu büyük kara deliğin dönüşü kendi yörüngesine zıt yöndeydi, bu daha önce hiç görülmemiş bir durumdu.
Bilim insanları, her birleşmenin kendine özgü özelliklere sahip olduğunu belirtti. Her iki olayda da büyük kara delik, küçük olana kıyasla neredeyse iki kat daha büyüktü. Ayrıca, bu büyük kara deliklerin dönüşleri, 2015'teki ilk tarihi kütle çekimsel dalga tespitinden bu yana gözlemlenen yüzlerce diğer birleşmeye kıyasla tuhaftı.
Bilim insanları, büyük kara deliklerin, yıldız kümeleri gibi yoğun ortamlarda sık sık birbirine yakınlaşan kara deliklerin birleşmesiyle oluşan "hiyerarşik birleşme" sürecinden geçerek oluşmuş olabileceğini öne sürdü.
Bu potansiyel ikinci nesil kara delik bulgularının yanı sıra, araştırmacılar bu iki birleşmenin Albert Einstein tarafından yüzyılı aşkın bir süre önce öngörülen fizik yasalarını doğruladığını belirtti. Bu olaylar, temel parçacıklar hakkında daha fazla bilgi edinilmesine de yardımcı oluyor.
Örneğin, GW241011 olayı, bilim insanlarının daha büyük kara deliğin kendi dönüşü nedeniyle nasıl deforme olduğunu görmelerini sağlayan net bir sinyal üretti. Kütle çekimsel dalgalardaki bu sonuç, hem Einstein'ın hem de matematikçi Roy Kerr'in dönen kara delikler hakkındaki teorileriyle uyumluydu.
Aynı olay, büyük kara deliğin küçük olandan çok daha büyük olması nedeniyle kütle çekimsel dalga sinyalinde bir "uğultu" da üretti. Bu gözlem de Einstein'ın tahminlerini doğrulamaya yardımcı oldu.
