İkinci Bir Nötron Yıldızı Çarpışmasında Çekim Dalgaları Gözlendi…

İkinci Bir Nötron Yıldızı Çarpışmasında Çekim Dalgaları Gözlendi…

Lazer İnterferometre Çekim Dalgası Gözlemevi (LIGO) ve VIRGO işbirliğinde çalışan bilim insanları, çarpışan ikinci bir nötron yıldızı çiftinin tespit edildiğini duyurdular.

Nötron Yıldız Çifti Çarpışıyor (sanat)

Sanatçının ikili bir nötron yıldızı birleşmesi yorumu.
1 Nisan 2019’da yapılan ve halen devam eden gözlemlerin başlangıcından bu yana, astronomi topluluğuna ilk iki gözlem çalışmasının kataloğunda açıklanan 10 birleşmeyi gölgede bırakacak 43 çekim dalgası olayı uyarısı geldi. Gözlem maratonu 30 Nisan 2020’ye kadar devam edecek ve gözlem yılının ilk yarısında görülen olayların tam bir muhasebesinin Nisan ayı civarında ortaya çıkması bekleniyor.

Nötron Yıldızları Çarpıştı

Yeni ve etkin bir gök cismi olan GW 190425, bu arada gökbilimcilere düşünmeleri için bol miktarda ipucu veriyor. Bununla birlikte, çekim dalgalarına ışık tutan yoldaşını yakalamak için 100’den fazla denemeye rağmen – radyodan, görünür bölge, X-ışın ve gama ışınlarına kadar değişen dalga boylarında – gökbilimciler boşa kürek çekti. Çekim dalgalarının yenisi 25 Nisan 2019’da görülmüş ve sadece tek bir dedektörle bu olay saptanmıştı.

LIGO’nun Hanford dedektörü o zamanlar maalesef çevrim dışıydı. İtalya’nın VIRGO dedektörü çevrim içi iken, erişimi daha küçüktü ve “yalnızca” 130 milyon ışık yılına kadar uzanıyordu. Sonuçta LIGO’nun Livingston dedektörü, olayı 290 milyon ila 744 milyon ışık yılı uzaklıkta kaydeden tek aygıt oldu – Yani 150 milyon ışık yılı uzaklıktaki ilk nötron yıldızı birleşmesinden çok daha fazla uzaklıkta. Tek bir dedektör, iki veya üç dedektörle olduğu gibi kaynakları merkezleyemez. Kapsanacak daha geniş gökyüzü alanı ve kaynağa olan aşırı mesafe arasında, izlemenin zor olması şaşırtıcı değildir. Bununla birlikte, gökbilimciler sadece çekim dalgalarından iç görüleri topladılar.

Bir Çift Nötron Yıldızı. . .ya da bir Nötron Yıldızı Kara Delik Çarpışması mı?

LIGO’lu gökbilimciler, nötron yıldızlarını “tartmak” için çekim dalgası sinyalini kullandılar. Biri Güneş’in kütlesinin 1.1 ila 1.7 katı; diğeri ise 1,6 ile 1,9 güneş kütlesi arasında bir mertebe belirlediler. Ve eğer LIGO ekibi ikinci nötron yıldızının dönüşü hakkında herhangi bir ön bilgi alamazsa, matematiksel modellemeleri bu yıldızın 2.5 güneş kütlesine sahip olabileceğini göstermekteydi. Bu durum onu bir kara delik kütlesi sınırları içine sokar ve olayı ilk nötron yıldızı-kara delik birleşmesi haline getirir.

Bununla birlikte, LIGO ekibi olaya bir kara deliğin dahil edilmesinin daha egzotik bir olasılık olduğunda ısrar ediyor – tahmini kütle aralığı nedeniyle, senaryo nötron yıldızı çarpışması olmaya devam ediyor. Bir kara delik teknik olarak Güneş’in iki katından biraz daha fazla bir kütleye sahip olsa da, bu kadar düşük bir kütle ile hiç bir kara delik gözlenmemiştir.

Sayısal Görelilik Simülasyonu

Yine de, olay iki nötron yıldızının çarpışmasını işaret etse bile, bu yıldız çifti bir garip – ve gözlemlenen ilk nötron yıldızı çarpışması LIGO ve VIRGO’dan oldukça farklıdır. Çünkü birleşme öncesi nötron yıldızlarının kütlelerinin toplamı galaksimizde gözlemlenen diğer nötron yıldız çiftlerinden çok daha ağır bir sistem oluşturmaktadır.

Flatiron Enstitüsü’nden Katerina Chatziioannou, “Bu sinyalin kaynağı ne olursa olsun, bu sistemlerin nasıl oluştuğu ve birleştiği konusundaki anlayışımıza meydan okuyor. Üçüncü gözlem döneminin sonuna yaklaşmamıza rağmen, şu anki durum bir nötron yıldızı çarpışmasını tespit etme şansımızdan çok uzak”diyor.

Sadece başlangıç

LIGO’nun 1 Nisan 2019’da başlayan ve 30 Nisan 2020’ye kadar devam edecek olan üçüncü gözlem yarışında, VIRGO, 180 milyon ışık yılını, Livingston, Louisiana ve Hanford’da bulunan dedektörleri 420 milyon ve 360 ​​milyon ışık yılı uzaklıktaki kaynakları tarayacak.  Bununla birlikte, veri toplama Nisan ayında durduğunda, dedektörler hassasiyetlerine yükseltme yapacaklar.

Bu arada, Japonya’daki KAGRA dedektörü de çevrim içi oluyor ve Hindistan ve Almanya’daki diğer iki dedektör ilk sinyallerini birkaç yıl içinde algılayacak. On yılın sonunda, çekim dalgası dedektörleri ağı bir milyar ışık yılı uzaklıktaki olaylara erişebilecek. Gökbilimciler bu ağın her ay yüzlerce kara delik birleşmesini ve yılda bir düzine nötron yıldızı birleşmesini tespit etmesini bekliyor.

Aidan Brookes (LIGO) “On yıl içinde üç dedektörden beşe, 50 olaydan 10 binin üzerine çıkacağız” diyor. Yakın gelecekteki bu ağ çekim dalgası evrenine olağanüstü derecede duyarlı olmakla kalmayacak, aynı zamanda konum gözlemlerini 10 kat daha küçük bir gökyüzü alanında tespit edebilecek ve bu da takip gözlemlerini daha uygun hale getirecektir. Sinyallerin İşlenmesi için gecikme de hızlandırılacaktır, böylece bir olay gerçekleştikten sonra uyarılar şimdi gerekli olan birkaç dakikaya göre birkaç saniye içinde gönderilebilir.