Her biri güneş kütlesinin 100 katından fazla olan ve uzun zaman önce birbirlerinin etrafında dönmeye başlayan iki kara delik, Dünya’dan yaklaşık 10 milyar ışık yılı uzaklıkta daha büyük bir kara delik oluşturmak üzere çarpıştı.
Bu olay, yerçekimsel dalga detektörleri tarafından kaydedilen en büyük kara delik birleşmesi ve fizikçileri, bu nesnelerin nasıl oluştuğuna dair modellerini yeniden gözden geçirmeye zorluyor. Uzay-zamanda bir protonun genişliğinden binlerce kat daha küçük titreşimleri bile algılayabilen hassasiyetteki Dünya’daki dedektörler, bu çarpışmanın sinyalini kaydetti.
“Evrende gözlemleyebileceğimiz en şiddetli olaylar bunlar, ancak sinyaller Dünya’ya ulaştığında ölçebildiğimiz en zayıf fenomenler. Bu dalgalanmalar Dünya’ya ulaştığında çok küçüktürler.” diyor Cardiff Üniversitesi Yerçekimi Keşif Enstitüsü Başkanı Profesör Mark Hannam.
Kara delik çarpışmasının kanıtı, 23 Kasım 2023’te, Washington ve Louisiana’da bulunan ve Lazer İnterferometre Kütleçekim Dalga Gözlemevi (Ligo) tarafından işletilen ABD merkezli iki dedektörün aynı anda sinyal almasıyla ortaya çıktı.
Uzay-zamandaki ani büzülme ve genişleme, dedektörlerin saniyenin onda biri kadar gerilmesine ve sıkışmasına neden oldu. Bu kısa süre, birleşen kara delikler durulmadan önce “çınlayan” yeni bir kara delik oluştururken, bu çınlama aşaması da yakalandı.
Sinyalin analizi, çarpışan kara deliklerin kütlesinin güneşin kütlesinin sırasıyla 103 ve 137 katı olduğunu ve Dünya’dan yaklaşık 400 bin kat daha hızlı döndüklerini gösterdi; bu, bu tür nesneler için teorik sınıra oldukça yakın bir hız.
“Bunlar, yerçekimi dalgalarıyla güvenle ölçtüğümüz en yüksek kütleli kara delikler. Ve ilginç olan, oluşumunu beklemediğimiz kütle aralığında ortaya çıkmaları; çünkü bu olayda her türlü beklenmedik durum meydana geldi” diye açıklıyor Hannam.
Çoğu kara delik, büyük yıldızların yakıtları tükendiğinde ve yaşam döngülerinin sonunda çöktüklerinde oluşur. Bu inanılmaz yoğunluktaki nesneler uzay-zamanı öyle bir büker ki, ışığın bile kaçamayacağı bir sınır olan olay ufku oluşur.
Ligo’daki fizikçiler, birleşen kara deliklerin önceki birleşmelerin ürünü olduğundan şüpheleniyor. Bu durum, bu kadar büyük olmalarını ve neden bu kadar hızlı döndüklerini açıklıyor; çünkü birleşen kara delikler, ortaya çıkan nesneye açısal momentum kazandırma eğilimindedir. Hannam, “Bunun ipuçlarını daha önce de görmüştük, ancak bu muhtemelen bunun gerçekleştiği en uç örnek. Önümüzdeki 10 ila 15 yıl içinde planlanan dedektörler, evrendeki tüm kara delik birleşmelerini ve belki de beklemediğimiz bazı sürprizleri görebilecek” diyor.
Bilim insanları, ürettikleri yerçekimsel dalgalardan yaklaşık 300 kara delik birleşmesi tespit etti. Şimdiye kadar bilinen en büyük birleşme, güneşin kütlesinin yaklaşık 140 katı büyüklüğünde bir kara delik üretmişti. Son birleşme ise güneşin kütlesinin 265 katı büyüklüğünde bir kara delik oluşturdu.
