Gökbilimciler çarpışan galaksilerin yarattığı şok dalgalarını tespit etti

Pallab Ghosh | BBC Bilim Muhabiri

Bilim insanları uzak galaksilerin merkezindeki süper kütleli kara delikler birleşmeye başladığında yörüngelerinden gelen şok dalgalarını tespit etti.

Bu, süper kütleli kara deliklerin üst üste gelip spiral şeklinde dönerken uzay ve zamanı büktüklerine dair ilk doğrudan kanıt olabilir.

Teoriye göre galaksiler bu şekilde büyüyor. Gökbilimciler yakında bunun gerçekleşmesini izleyebilecekler.

Bu bozulmalar evrenin her yerinde her zaman yaşanan bir durum.

Keşfi yapan gruplardan biri, Almanya'daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü'nden Profesör Michael Kramer liderliğindeki Avrupa Pulsar Zamanlama Dizisi Konsorsiyumu (EPTA).

Kramer'e göre, keşif gökbilimcilerin uzay hakkındaki fikirlerini sonsuza dek değiştirebilir:

"Einstein'ın yerçekimi teorisinin yanlış olup olmadığını; evrenin büyük kısmını oluşturan gizemli şey olarak karanlık madde ve karanlık enerjinin gerçekte ne olduğunu anlamamızı sağlayabilir; ayrıca yeni fizik teorilerine yeni bir pencere açabilir."

Daha ileri çalışmalarla, süper kütleli kara deliklerin tüm galaksilerin evriminde oynadığı rol hakkında yeni bilgiler elde edilebilir.

Manchester Üniversitesi'nden Dr. Rebecca Bowler, araştırmacıların tüm galaksilerin merkezinde devasa kara delikler olduğuna ve bunların milyarlarca yıl içinde büyüdüğüne inandıklarını belirtiyor. Ancak şimdiye kadar bunların hepsi bir teoriydi.

"Süper kütleli kara deliklerin olduğunu biliyoruz, sadece oraya nasıl geldiklerini bilmiyoruz. Daha küçük kara deliklerin birleşmesi bir olasılık, ama bu konuda fazla gözlemsel bulgu yok.

"Bu yeni gözlemlerle böyle bir birleşmeyi ilk kez görebiliriz. Bu da bize en büyük kütleli kara deliklerin nasıl oluştuğunu doğrudan gösterecektir."

Gözlemler pulsar (atarca) adı verilen ölü yıldızlardan gelen sinyaller incelenerek yapıldı. Bunlar dönerek düzenli aralıklarla radyo sinyali gönderir.

Ancak İngiltere'deki Birmingham Üniversitesi'nden ve Manchester yakınlarındaki Lovell Teleskobu'ndan gökbilimcilerin de aralarında bulunduğu araştırmacılar, bu sinyallerin Dünya'ya olması gerekenden biraz daha hızlı ya da yavaş ulaştığını tespit ettiler.

Zaman bükülmesinin de 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 içerdiğini belirtiyor.

Yeni bulunan yerçekimsel dalgalar bugüne kadar tespit edilenlerden farklı. Daha önceki dalgalar çok daha küçük, yıldız büyüklüğündeki kara deliklerin birbirlerine çarpmasından kaynaklanıyordu.

Son araştırmada tanımlanan türün ise yüz milyonlarca kat daha büyük kütleli kara deliklerden kaynaklandığı ve bunlar birbirlerine yaklaştıkça birbirlerinin içine girdikleri düşünülüyor.

Bunların yarattığı yerçekimsel etki o kadar güçlüdür ki zaman ve uzayın bükülmesine neden olur ve bu süreç süper kütleli kara delikler nihayet birleşene kadar milyarlarca yıl devam edebilir.

Bilim insanlarının daha önce keşfettikleri yerçekimsel dalgalar kısa süreli sarsıntılar olarak düşünülürse, yenileri sürekli etrafımızda olan bir arka plan uğultusuna benzetilebilir.

Bu konuda daha fazla araştırma yapmak ve gözlemleri birleştirmek gerekiyor. Bir sonraki adım da, eğer kaynak bunlarsa, süper kütleli kara delik çiftlerini tespit etmek olabilir.

Yerçekimi dalgalarının, şimdiye kadar yaratılmış ilk kara delikler ya da kozmik sicimler olarak adlandırılan ve her ikisi de evrenin geliştiği tohumlar olarak düşünülebilecek egzotik yapılar gibi başka heyecan verici fenomenlerden kaynaklanması da mümkün.

Yerçekimsel (kütleçekimsel) dalga nedir?

Yerçekimi günlük yaşamımızda sabit bir kuvvet. Bir bardağı elinizden bıraktığınızda her seferinde yere düşer ve parçalanır. Ancak uzayda yerçekimi aynı kalmaz. Kara deliklerin çarpışması gibi ani ve yıkıcı bir olay olduğunda değişebilir.

Bu olay o kadar sarsıcıdır ki uzay ve zamanın kendisi bükülür ve tıpkı bir çakıl taşının göle düşmesi gibi evren boyunca dalgalanmalara yol açar.

Yerçekimi dalgaları söz konusu olduğunda, evrendeki her şey göldeki su gibidir. Dalgalar geçerken her şey sıkışır, gerilir ve sonra biraz daha ezilir ve düzleşir. Yine göldeki gibi, dalgalar hızla küçülür ve kaybolur.

Yıldız büyüklüğündeki kara deliklerin birleşmesinden kaynaklanan yerçekimi dalgaları ilk kez 2015'te tespit edildi. Çok hassas lazer sistemleri çarpışmadan önceki son anlarda oluşan dalgaları ölçtü.

Spiral şeklinde hareket eden süper kütleli kara deliklerden gelen dalgalar söz konusu olduğunda pulsar yaklaşımı, nihai birleşmeden önceki milyarlarca yılda üretilen dalgaları tespit etmiş oluyor.

Bu, göle sürekli taş atmaya benziyor. Ve birleşmeler tüm uzayda gerçekleştiği için sinyal bir kakofoni olarak ortaya çıkıyor.

Avrupa Pulsar Zamanlama Dizisi Konsorsiyumu (EPTA), sonuçları Hindistan'daki bir konsorsiyumla (InPTA) birleştirdi ve çalışmanın sonuçlarını Astronomy and Astrophysics dergisinde yayımladı.

Kuzey Amerika (NANOGrav), Avustralya (PPTA) ve Çin'den (CPTA) üç ayrı rakip araştırma grubu da benzer değerlendirmeler yayınlayarak fizik ve astronomi camiasında büyük heyecan yarattı.

Araştırma gruplarının hiçbiri, kesin kanıt için gerekli olan milyonda birden daha az hata payı standardına ulaşmış verilere sahip değil; ancak veriler bir araya getirildiğinde, çeşitli ekiplerin elde ettiği sonuçlar oldukça ikna edici.