Kara delikler evrendeki en büyüleyici nesneler arasındadır, ancak inanılmaz derecede yoğun oldukları ve yerçekimleri o kadar güçlüdür ki ışık bile kavramaktan kaçamaz. Evrende saklanan kara delikleri ortaya çıkarmak için araştırmacılar, yerçekimi dalgası astronomi olarak bilinen yeni bir araştırma alanına yöneldiler.
Yerçekimi dalgaları, büyük nesnelerin hareketi tarafından üretilen uzay ve zamanın dokusundaki bozulmalar veya dalgalanmalardır. 2015 yılında, gökbilimciler ilk kez yerçekimi dalgalarının hareketini Louisiana ve Washington'daki Dünya merkezli Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO) teleskoplarını kullanarak tespit ettiler. Bu durumda, dalgacıklar, bir kara delik ikili olarak bilinen iki büyük, birlikte yörüngesindeki kara deliklerin şiddetli bir çarpışmasıyla üretildi.
LIGO ve diğer gözlem teknolojilerini kullanarak, yeni bir çalışma kara deliklerin, özellikle de orta kütleli kara delikler (IMBH'ler) olarak bilinen daha belirsiz kategoriye ait olanların daha eksiksiz bir resmini çizmeyi amaçlamaktadır.
“LIGO'ya katıldığımda, Vanderbilt Üniversitesi'nden bir astrofizikçi ve araştırmanın baş yazarı Karan Jani, genel olarak göreceli kara deliklerin görelili simülasyonunun IMBH'lerin yeni bir astrofizik avını geliştirmek için getirilebileceğini fark ettim. com
IMBH'ler süper kütleli - güneşimizden en az bir milyon kat daha büyük - ve yıldız kütleli kara delikler - daha küçük ama yine de güneşimizin kütlesinden beş ila 50 kat daha büyük arasında bir yere düşer.
Jani, "IMBH'ler, yerçekimi dalgası astronomisinin on yıllık açılışında çok özel. Yerçekimi dalgaları yayan bilinen her astrofizik kaynak arasında, hem LIGO hem de LISA [Lazer İnterferometre Uzay Anteni] 'nin IMBH'lerin birleşmesine en duyarlı olduğunu bildiriyoruz. "Bu iki deneyle, evrendeki tüm IMBH ikili dosyalarını pratik olarak inceleyebiliriz."
Ancak, gökbilimciler henüz bu zor, orta büyüklükteki kara delikleri doğrudan tespit edemedi. Bu nedenle yaklaşımı, IMBH aktivitesini daha iyi anlamak için karadeliklerin yaydığı farklı çekim dalgalarının frekanslarını incelemektir.
Janander Vanderbilt Üniversitesi'nden yaptığı açıklamada, "Bir senfoni orkestrası bir dizi frekansta ses çıkarıyor gibi, kara deliklerden yayılan yerçekimi dalgaları farklı frekanslarda ve zamanlarda ortaya çıkıyor," dedi. "Bu frekansların bazıları son derece yüksek bant genişliğidir, bazıları ise düşük bant genişliğidir ve yerçekimi dalgası astronomisinin bir sonraki çağındaki amacımız, 'tüm şarkıyı duymak' için bu frekansların her ikisinin de çok bantlı gözlemlerini yakalamaktır. kara delikler söz konusu olduğunda idi. "
IMBH'lerin süper kütleli kara deliklerin büyüdüğü tohumlar olduğuna inanılmaktadır. Örneğin, karadelikler diğer karadelikleri delip geçerek büyüyebilir. Toplama diski olarak da bilinen bir kara deliği çevreleyen madde akan bölgede, güçlü yerçekimi kuvvetleri yakındaki gazı, yıldızları, tozu ve hatta diğer kara delikleri çeker. Çok yaklaşan herhangi bir malzeme olay ufkunun ötesine çekilir - bunun ötesinde karadeliğin yerçekimi çekmesinden kaçamayacağı nokta.
Jani, "Bir IMBH yakın çevresinde başka bir kara deliği yakaladığında, yerçekimi radyasyonunda bir telaş olacak" dedi. "LIGO, bu kara deliklerin çarpışması durumunda bu radyasyonu yakalayabilir."
Avrupa Uzay Ajansı ve NASA tarafından ortaklaşa sunulan önerilen LISA misyonu, gezegenimizin sismik hareketi ve hatta geçişten kaynaklanan titreşimler nedeniyle Dünya tabanlı dedektörler için zorlu olan düşük frekanslı yerçekimi dalgalarını tespit edip doğru bir şekilde ölçebilecektir. araba. 2034'te piyasaya sürülmesi planlanan LISA, ilk özel uzay tabanlı yerçekimi dalga dedektörü olacaktı.
Jani, "LISA misyonuyla, çalışmamız IMBH'lerden gelen radyasyonun kader çarpışmalarından en az birkaç yıl önce kaydedilebileceğini buldu." Dedi. "Bu radyasyon kelimenin tam anlamıyla IMBH'lerin olay ufkunun hemen dışında yer deforme oluyor. Bir radyo veya X-ışını sinyalinin aksine, yerçekimi radyasyonu bize ulaşmadan milyarlarca ışıkyılı sürdüğü için bilgi kaybetmez."
Bu nedenle, araştırmacılar, yüksek frekanslı yerçekimi dalgalarını yakalayan LIGO dedektörleri ve düşük frekanslı yerçekimi dalgalarını ölçecek olan LISA misyonu gibi gelecekteki dedektörlerden gelen gözlemleri birleştirerek, araştırmacılar mevcut kara delik anlayışındaki boşlukları doldurmayı umuyorlar.
Çalışmaları 18 Kasım'da Nature Astronomy dergisinde yayınlandı.
- Resimler: Evrenin Kara Delikleri
- Çarpışan Kara Delikler Farklı Yerçekimi Şarkıları Söyleyebilir
- 'Metacosmos' ile Karadelik'e Senfonik Yolculuk Yap
