Uzayda Büyüleyici Bir Keşif: Süper Kütleli Kara Deliklerin Birleşmesi
Pallab Ghosh | BBC Bilim Muhabiri
Bilim insanları, uzak galaksilerin merkezinde bulunan süper kütleli kara deliklerin birleşme sürecine dair önemli bir keşif gerçekleştirdi. Bu birleşmelerin yörüngesinden kaynaklanan şok dalgalarını tespit etmeyi başardılar. Bu, süper kütleli kara deliklerin birbirlerine yaklaşırken uzay ve zamanı nasıl büktüklerine dair ilk somut kanıt olabilir. Teoriler, galaksilerin bu birleşmeler aracılığıyla büyüdüğünü öne sürüyor. Gökbilimciler, bu olayların gerçek zamanlı izlenebileceği bir döneme girecekler.
Keşfi gerçekleştiren ekiplerden biri, Almanya’daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nden Profesör Michael Kramer liderliğindeki Avrupa Pulsar Zamanlama Dizisi Konsorsiyumu (EPTA). Kramer, bu keşfin gökbilimcilerin uzay anlayışını köklü bir şekilde değiştirebileceğini belirtiyor: “Bu bulgular, Einstein’ın yerçekimi teorisinin doğruluğunu sorgulamamıza yol açabilir. Ayrıca, evrenin büyük bir kısmını oluşturan karanlık madde ve karanlık enerji hakkında daha derin bir anlayış geliştirmemize yardımcı olabilir. Yeni fizik teorilerine dair kapılar açabilir.”
Manchester Üniversitesi’nden Dr. Rebecca Bowler, araştırmacıların tüm galaksilerin merkezinde devasa kara deliklerin bulunduğuna ve bunların milyarlarca yıl içinde büyüdüğüne inandıklarını vurguluyor. Ancak, bu fenomenin nasıl gerçekleştiğine dair daha önce yalnızca teorik bilgiler mevcuttu. “Süper kütleli kara deliklerin varlığını biliyoruz, fakat bunların nasıl meydana geldiğini henüz tam olarak anlayamadık. Daha küçük kara deliklerin birleşimi bir olasılık, ama bununla ilgili yeterince gözlemsel veri yoktu. Yeni gözlemlerle bu birleşmeyi ilk kez gözlemleyebiliriz. Bu da, en büyük kütleli kara deliklerin nasıl oluştuğunu doğrudan inceleme fırsatı sunacaktır,” diyor Bowler.
Gözlemler, pulsar (atarca) adı verilen ölü yıldızlardan gelen sinyallerin incelenmesiyle gerçekleştirildi. Pulsarlar, düzenli aralıklarla radyo sinyalleri göndererek dönerler. Ancak, İngiltere’deki Birmingham Üniversitesi ve Manchester yakınlarındaki Lovell Teleskobu’ndan gökbilimciler, bu sinyallerin Dünya’ya ulaşma hızında küçük dalgalanmalar tespit ettiler. Zaman bükülmesinin, evrendeki süper kütleli kara deliklerin birleşmesiyle oluşan yerçekimsel dalgalarla tutarlı olduğunu belirtiyorlar.
Fransa’daki Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi (CNRS) Astropartikül ve Kozmoloji Laboratuvarından Dr. Stanislav Babak, yerçekimi dalgalarının “Evrenin en iyi korunan sırlarından bazıları” hakkında bilgi taşıdığını ifade ediyor. Yeni keşfedilen yerçekimsel dalgalar, bugüne kadar tespit edilenlerden oldukça farklı. Önceki dalgalar, yıldız büyüklüğündeki kara deliklerin çarpışmasından kaynaklanıyordu. Son araştırmada tanımlanan tür ise yüz milyonlarca kat daha büyük kütleli kara deliklerin birleşmesinden kaynaklandığı düşünülüyor. Bu devasa kara delikler, birbirlerine yaklaştıkça birbirlerinin içine girmekte ve bu süreç, zaman ve uzayı bükerek milyarlarca yıl sürebilmektedir.
Bilim insanları, daha önce keşfettikleri yerçekimsel dalgaları kısa süreli sarsıntılar olarak tanımlarken, yeni bulgular sürekli bir arka plan uğultusu olarak değerlendirilebilir. Konuyla ilgili daha fazla araştırma yapılması ve gözlemlerin birleştirilmesi gerekiyor. Araştırmanın bir sonraki adımı, eğer bu bulgular doğrulanırsa, süper kütleli kara delik çiftlerini tespit etmek olabilir. Yerçekimi dalgalarının, evrenin gelişiminde önemli rol oynayan ilk kara delikler veya kozmik sicimler gibi egzotik yapıların kaynağı olduğu da düşünülmektedir.
Yerçekimsel Dalgalar Nedir?
Yerçekimi, gündelik yaşantımızda sabit bir kuvvet olarak karşımıza çıkar. Bir bardağı elinizden bıraktığınızda her seferinde yere düşer. Ancak uzayda yerçekimi aynı sabitlikte değildir. Kara deliklerin çarpışması gibi ani ve yıkıcı olaylar sırasında yerçekimi değişebilir. Bu tür olaylar, o kadar sarsıcıdır ki uzay ve zamanın kendisini bükerek evren boyunca dalgalanmalara yol açar.
Yerçekimi dalgaları söz konusu olduğunda, evrendeki her şey göldeki suya benzer. Dalgalar geçerken her şey sıkışır, gerilir ve sonra tekrar normal boyutlarına döner. Yine göldeki gibi, dalgalar hızla küçülür ve kaybolur. Yıldız büyüklüğündeki kara deliklerin birleşmesinden kaynaklanan yerçekimi dalgaları ilk kez 2015’te tespit edilmiştir. Çok hassas lazer sistemleri, çarpışmadan önceki son anlarda oluşan dalgaları ölçmeyi başardı. Spiral şeklinde hareket eden süper kütleli kara deliklerden gelen dalgalar için pulsar yaklaşımı, nihai birleşmeden önceki milyarlarca yılda üretilen dalgaların tespit edilmesini sağlıyor.
Pulsar sinyalleri, göle sürekli taş atmaya benzetilebilir. Birleşmeler tüm uzayda meydana geldiği için, bu sinyaller bir kakofoni olarak ortaya çıkıyor. Avrupa Pulsar Zamanlama Dizisi Konsorsiyumu (EPTA), Hindistan’daki bir konsorsiyumla (InPTA) birlikte sonuçları birleştirdi ve çalışmalarını Astronomy and Astrophysics dergisinde yayımladı. Kuzey Amerika (NANOGrav), Avustralya (PPTA) ve Çin’den (CPTA) üç ayrı araştırma grubu da benzer değerlendirmeler yayınlayarak fizik ve astronomi camiasında büyük bir heyecan yarattı. Araştırma gruplarının hiçbiri, kesin kanıt için gerekli olan milyonda birden daha az hata payı standardına ulaşamamış olsa da, elde edilen veriler bir araya geldiğinde, çeşitli ekiplerin sonuçları oldukça ikna edici görünüyor.
