LIGO ve VIRGO dedektörleri ile çalışan gökbilimciler, orta kütleli bir kara deliğin ilk açık kanıtını sağlayan bilinen en büyük kara delik birleşmesini doğruladılar. GW190521 adlı bir çekim dalgası üreten ve sonuçta ortaya çıkan nesnenin 142 güneş kütlesinde olduğu tahmin edilmektedir.
Kara delikler, yaşam döngülerinin sonunda çok büyük kütleli yıldızların çökmesiyle oluşur. Tipik bir yıldız kütleli kara delik, yaklaşık beş ila birkaç on güneş kütlesi arasında değişir. Başka bir deyişle, Güneşimizin kütlesinin en az beş katı olmalıdır ve üst sınırı genellikle yaklaşık yüz olarak tanımlanır. Ek bir bakış açısı için Güneşimiz, tüm Güneş Sistemindeki kütlenin% 99,8’ini oluşturur. Çoğu büyük galaksinin merkezinde süper kütleli kara delikler bulunur. Bu canavarca, dönen bölgeler çok sayıda küçük kara deliği emerek oluşabilir.
Kendi galaksimizin merkezinde yer alan Yay A *, 4,1 milyon güneş kütlesi büyüklüğünde olarak tahmin ediliyor, ancak evrendeki en büyük süper kütleli kara delikler on milyarlarca güneş kütlesi büyüklüğüne ulaşabilirler. Bununla birlikte, üçüncü bir sınıf daha vardır: Bunlar tipik yıldız kütleli kara deliklerin 100 güneş kütlesini aşan, ancak süper kütleli canavarların 100.000 alt sınırının altında kalan orta kütleli kara deliklerdir. Kolay anlaşılmaz ve kökenleri itibariyle daha az anlaşılır.
Galaksimizde ve yakındaki diğerlerinde şimdiye kadar yalnızca dolaylı gaz bulutu hızı ve birikim diski spektrum gözlemleri ile belirlenen bir avuç aday nesne tanımlanmıştır. USA, Lazer İnterferometre Yerçekimsel Dalga Gözlemevi (LIGO), Avrupa’daki VIRGO İşbirliği’nin yardımıyla, orta kütleli bir kara deliğin ilk kesin kanıtını elde etti. İki yıldız kütleli kara delik – sırasıyla 85 ve 66 güneş kütlesi – 100 eşiği aşan 142 güneş kütlesine sahip yeni bir nesne oluşturmak için birleşti. Kalan dokuz güneş kütlesi (85 artı 66, 142’ye eşit olmadığından), GW190521 olarak kategorize edilen çekim dalgaları biçiminde dışa doğru yayıldı.
Bu çarpışmaya dahil olan kuvvetlerin büyüklüğü neredeyse kavranamayacak kadardır. Bir saniyenin çok küçük bir bölümünde, 151 Güneş Sistemimize eşdeğer bir birleşik kütleye sahip iki nesne, tek bir büyük nesne oluşturmak için birlikte hareket etti. Bu, kelimenin tam anlamıyla uzay-zaman dokusunda dalgalanmalara neden oldu. LIGO, Mayıs 2019’da bu birleşmeyi ve ürettiği muazzam miktarda enerjiyi tespit etti. Bu hafta, bilim adamları, çekim dalgası verilerinin analizine dayanarak, GW190521’in orta kütleli bir kara deliğin oluşmasının bir sonucu olduğunu resmen doğruladılar.
Dört kısa kıpırtıyı andıran sinyal, saniyenin ancak onda biri kadar sürdü. Bu kısa ama son derece güçlü olay – şimdiye kadar kaydedilmiş türünün en büyüğü – 17 milyar ışık yılı uzakta gerçekleşti. Bu, evrenin şu anki yaşının sadece yarısı olduğu bir zamanda meydana geldiği anlamına geliyor ve bu da onu şimdiye kadar tespit edilen en uzak çekim dalgası kaynaklarından biri yapıyor. Fransız Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi’nde (CNRS) araştırmacı olan VIRGO üyesi Nelson Christensen, “Bu, tipik olarak algıladığımız şey bir cıvıltıya daha çok ‘patlayan’ bir şeye benziyor ve LIGO ve VIRGO’nun gördüğü en büyük sinyaldir” dedi.
2015 yılında bütünyle tamamlanan LIGO, 2002 yılından beri faaliyetteydi. Tesis, 2016 yılının başlarında bir grup bilim insanının çekim dalgalarının ilk tespitini duyurduğunda manşetlere çıktı. Böylece orta-kütleli bir kara deliğin ilk kesin kanıtını başarı listelerine ekleyebildiler. LIGO, Amerika Birleşik Devletleri’nin birbirlerine karşıt taraflarında iki ayrı konuma dayanmaktadır, ancak gelecekteki gözlemevleri, laboratuvarda yapay bir boşluk bırakmaya gerek kalmadan ve sismik gürültü veya insan faaliyetlerinden tamamen etkilenmeden uzayda daha iyi çalışabilir.
2034 yılında fırlatılması planlanan Lazer İnterferometre Uzay Anteni (LISA), bir helyum atomunun genişliğinden daha az 20 pikometre (bir metrenin 1/50 milyarda biri) çözünürlükle göreli yer değiştirmeleri izleyecektir. Birkaç dakikadan birkaç saate kadar değişen aralıklarla uzay-zaman dalgaları LISA tarafından tespit edilebileceği ve operasyonun ilk yılında birkaç bin nesnenin çözümü bekleniyor.
Kütleçekim dalgalarının daha iyi anlaşılması, erken Evren ve genişlemesiyle ilgili yeni anlayışlara yol açabilir ve galaktik evrim modellerimizi geliştirebilir. Belki uzak gelecekte, yeni teknolojiye de yol açabilir – tıpkı radyo dalgalarını, mikrodalgaları ve X ışınlarını daha iyi anlamak çeşitli yeni icatlara yol açtığı gibi. Belki torunlarımız yapay çekim dalgaları oluşturarak uzay-zaman dokusunu manipüle etmenin yollarını bulacaklar.
