Evrenin en gizemli nesnelerinden kara deliklerin çarpışmasıyla ortaya çıkan sarsıntı artık duyulabiliyor. Yerçekimsel dalgalar sayesinde, iki kara deliğin birleşmesi sonucu oluşan yeni kara deliğin uzayda ne kadar hızlı ve hangi yönde hareket ettiği ilk kez ölçüldü. Bu gelişme, kara delik birleşmelerini anlamak için yeni bir pencere açıyor.
2019 yılında yaşanan ve GW190412 olarak adlandırılan yerçekimsel dalga olayı incelenerek, çarpışmanın asimetrik yapısının yeni oluşan kara deliği saniyede 50 kilometreyi aşan hızlarda uzaya doğru fırlattığı tespit edildi. Bu, astrofizik alanında bir nesnenin sadece tespit edilmekle kalmayıp, milyarlarca ışık yılı uzaktaki hareketinin 3 boyutlu olarak yeniden yapılandırıldığı nadir olaylardan biri.
Yerçekimsel dalgaların ilk tespit edilmesinden bu yana geçen 10 yılda, gelişmiş dedektörler sayesinde yüzlerce kara delik çarpışması ve birleşmesi kayıt altına alındı. Yerçekimsel dalgalar, uzay-zaman dokusundaki dalgalanmalar olarak düşünülebilir. İki kara delik birbirine doğru spirallerken, kütleçekim alanları uzay-zamanı etkileyerek ışık hızında dalgalar yayar. Bu dans, kara deliklerin çarpışıp tek bir kütle oluşturmasıyla doruğa ulaşır.
Bilim insanları, bu dalgaları çözerek kara deliklerin kütlesi ve dönüşü gibi özelliklerini öğrenebiliyor. Kara delik birleşmeleri, farklı enstrümanların çaldığı müziğin birleşimine benzetilebilir. Ancak bu birleşme, dinleyicinin konumuna göre farklılık gösterir ve bu da kara deliklerin uzaydaki konumunu anlamaya yardımcı olur.
Kozmik olayların en dramatik sonuçlarından biri, yeni doğan bir kara deliğe verilen "tekme" olarak bilinen etkidir. Eğer çarpışma asimetrikse, yani süpernova bir tarafa daha güçlü patlıyorsa veya iki kara deliğin kütleleri arasında büyük fark varsa, ortaya çıkan enerji yeni oluşan kara deliği belirli bir yöne doğru savurur.
2018 yılında geliştirilen bir yöntemle, yerçekimsel dalga verileri kullanılarak kara delik birleşmelerinden kaynaklanan bu "tekme" ölçülebilme potansiyeli taşıyordu. Bu yöntemin gerektirdiği özel koşulların karşılanmasını ise kara delik çarpışmalarının incelenmesiyle geçen zaman getirdi.
Nisan 2019'da, kütleleri oldukça farklı iki kara deliğin çarpışması tespit edildi. Bir kara delik Güneş'in kütlesinin 29,7 katı, diğeri ise sadece 8,4 katıydı. Bu kütle farkı, birleşme sonrası oluşan kara deliğin daha uzun bir yerçekimsel dalga sinyali yaymasına neden oldu ve böylece daha fazla veri elde edildi.
Araştırmacılar, geliştirdikleri analiz tekniğiyle, birleşen kara deliğin çarpışmadan hangi hız ve açıyla fırlatıldığını belirledi. Bu hız, kara deliklerin bir galaksi içindeki yıldız topluluğu olan kümelenmiş bir kümeden dışarı atılması için yeterli düzeydeydi.
Bu teknik, gelecekte kara delik birleşmelerini incelemek için güçlü bir araç olabilir. Ayrıca, yoğun ortamlarda gerçekleşen kara delik birleşmeleri, geriye kalan kara deliğin çevresindeki yoğun maddeyle etkileşimi sonucu elektromanyetik sinyaller (parlamalar) üretebilir. Bu parlamaların Dünya'dan görünürlüğü, "tepme"nin yönüne bağlı olduğundan, bu tepmelerin ölçülmesi, gerçek bir yerçekimsel dalga-elektromanyetik sinyal çiftini rastlantısal bir olaydan ayırt etmeye yardımcı olabilir.
Bu çığır açan araştırma, doğa bilimlerinin prestijli dergilerinden Nature Astronomy'de yayımlandı.
