Yeni bir araştırma, 69 farklı ikili kara delik sisteminin verilerini inceleyerek, kara delik kökenlerinin dönüş hızlarından anlaşılabileceğini ortaya koydu.
Kara delikler astronomi, kozmoloji, fizik ve hatta felsefeyi dahi ilgilendiren, en gizemli gök cisimlerinden biri. Yeni bir araştırma, kara deliklerin kütleleri ve dönüş hızlarının, bu gök cisimlerinin nasıl ve nerede meydana geldiklerine dair kritik ipuçları sunduğunu ortaya koydu. Cardiff Üniversitesi’nin yürüttüğü bu çalışma, kara deliklerin birden fazla birleşme sonucu oluşabileceği bir senaryoyu test etti ve önemli sonuçlara ulaştı.
Kara deliklerin, genellikle bir yıldızın süpernova patlamasıyla çökmeye başlaması sonucu meydana geldiği düşünülüyor. Ancak bazı durumlarda, yoğun yıldız kümeleri içinde yer alan küçük kara delikler tekrar tekrar birleşerek daha büyük kütleli kara delikler oluşturabiliyor. Bu olay, “hiyerarşik birleşme” olarak adlandırılıyor. Cardiff Üniversitesi’ndeki araştırma ekibine göre, bu birleşmeler sonucu oluşan kara delikler, belirgin kütle eşikleri ve dönüş hızları sergiliyor.
Çalışmanın lideri Dr. Fabio Antonini, üniversite bülteninde verdiği demeçte “LIGO ve Virgo gibi yer çekimsel dalga dedektörleriyle daha fazla kara delik birleşmesi gözlemledikçe, kara deliklerin çeşitli kütlelere ve dönüş hızlarına sahip oldukları ve farklı şekillerde oluşmuş olabilecekleri giderek daha net hale geliyor. Ancak, bu oluşum senaryolarından hangisinin daha yaygın olduğunu belirlemek oldukça zor,” ifadelerini kullandı.
LIGO ve Virgo
Bu çalışmanın temelinde, yer çekimsel dalga gözlemevleri olan LIGO ve Virgo’dan elde edilen veriler yatıyor. LIGO (Lazer İnterferometre Yer çekimsel Dalga Gözlemevi), Amerika Birleşik Devletleri’nde inşa edilen ve yer çekimsel dalgaları algılamak için kullanılan iki büyük interferometreden oluşuyor. Virgo ise İtalya’da yer alıyor ve benzer bir işlevi yerine getiriyor.
Bu gözlemevleri, Einstein’ın genel görelilik teorisiyle öngörülen yer çekimsel dalgaları tespit ediyor. Yer çekimsel dalgalar, büyük kütleli gök cisimlerinin, örneğin iki kara deliğin çarpışması sonucu uzay-zamanda oluşturduğu dalgalanmalar olarak tanımlanabilir. LIGO 2015 yılında ilk kez bu dalgaları tespit etti ve o tarihten bu yana çok sayıda kara delik birleşmesi olayı kaydedildi.
Dönüş hızları ne anlatıyor?
Kara deliklerin dönüş hızları (spin), bir kara deliğin oluşum geçmişi hakkında önemli bilgiler sunabilir. Cardiff Üniversitesi araştırmacıları, LIGO ve Virgo’dan elde edilen 69 kara delik birleşmesini analiz ederek, yüksek kütleli kara deliklerin dönüş hızlarının, diğer kara deliklerden farklı olduğunu gösterdi.
Araştırmanın yazarlarından Dr. Isobel Romero-Shaw, “Bir kara deliğin dönüş hızı, onun bir yıldızın çökmesiyle mi yoksa birden fazla birleşmeyle mi oluştuğunu anlamamıza yardımcı oluyor,” sözlerini kaydetti. Hiyerarşik birleşmeler sonucu oluşan kara deliklerin, rastgele yönlerde dönen bir yapıya sahip olduğu, yani “izotropik spin” sergilediği bulundu.
Bu araştırma ayrıca, astrofizikçilerin kara deliklerin oluşum süreçlerini anlamalarını kolaylaştıracak bilgisayar modellerinin geliştirilmesine katkıda bulunuyor. Örneğin, Einstein Teleskobu gibi yeni nesil gözlemevleri, daha büyük kütleli kara delikleri daha hassas bir şekilde tespit edebilir. Bu da araştırmacılara, hiyerarşik birleşme modellerini daha ayrıntılı olarak test etme fırsatı sunabilir.
Kara deliklerin oluşum mekanizmalarını anlamak, yalnızca bu gökcisimlerinin kökenlerine ışık tutmakla kalmıyor, aynı zamanda evrenin en ekstrem fiziksel koşullarını keşfetmemizi sağlıyor. Hiyerarşik birleşme teorisinin desteklenmesi, yıldız kümelerinin dinamikleri, yerçekimsel dalga fiziği ve kozmoloji gibi alanlara da önemli katkılar sunuyor.
Yer çekimsel dalga gözlemlerinden elde edilen veriler, kara deliklerin dönüş hızlarındaki farklılıkların, onların nasıl oluştuğuna dair önemli bir işaret olduğunu gösteriyor. Bu çalışma ve üzerine konulacaklar, bilim insanlarına evrenin en gizemli yapı taşlarından birine dair daha net bir pencere açabilir.
Kaynak: Cardiff University
