En büyük yıldızlar öldüğünde kütle çekimleri altında çöküp karadeliğe dönüşürler. Bu yıldızlardan daha az kütleli olanların sonu ise nötron yıldızı olur. Her iki durumda da yıldızlar arkalarında ölü kalıntılarını bırakır. Gökbilimciler on yıllardır nötron yıldızları ile karadelikler arasındaki kütleye ait boşluktan rahatsız oluyor. Şöyle ki; bilinen en ağır nötron yıldızı Güneş kütlesinin 2.5 katı iken bilinen en hafif karadelik ise 5 Güneş kütlesinde. İyi de bu iki değer arasında başka bir şey olması gerekmiyor mu? İşte rahatsız olunan durum bu.
Kısa adı LIGO olan Lazer Interferometre Kütle Çekim Dalgası Gözlemevi ile Avrupa’daki Virgo dedektörü bu iki değer arasına giren, 2.6 Güneş kütlesinde bir cisim keşfettiklerini duyurdu. Cisim Ağustos 2019’da 23 Güneş kütleli karadelikle birleşmesiyle oluşan kütle çekim dalgalarının LIGO ve Virgo tarafından tespit edilmesi sonrasında fark edildi.
Northwestern Üniversitesinden Prof. Vicky Kalogera: “Bu sırrı çözmek için onlarca yıl bekledik. Keşfettiğimiz cisim nötron yıldızı mı yoksa bir karadelik mi? Henüz bunu bilmiyoruz. Ancak her iki durumda da bilinen sınırları aştığı kesin” diyor.
Çalışma ekibinden Winconsin Üniversinden Patrick Brady: “Keşif, bilim insanlarının nötron yıldızları ile karadelikler hakkındaki düşüncelerini değiştirecek. Belki de böyle bir kütle boşluğu yok ve gözlemsel nedenlerle sınırlandırılmaya gidilmek zorunda kalınmış olabilir. Zamanla yapılacak daha çok gözlem net sonuca varmamızı sağlayacak” diyor.
Çalışmada adı geçen kozmik birleşme GW190814 olarak bilinmektedir. Bu olay iki karadeliğin birleşmesiyle oluşan 25 Güneş kütlesindeki bir karadelikten yayılan kütle çekim dalgalarının gözlenmesine dayanmaktadır. Karadelik bizden 800 milyon ışık yılı uzaktadır.
“Keşif bu tip kozmik olayların tahmin ettiğimizden daha sık gerçekleştiğini gösteriyor olabilir. Ne olduğunu bilmediğimiz cisim karadelikle birleşen bir nötron yıldızı olabilir. Güneş’in 2.6 katı kütleye sahip cisim nötron yıldızıysa bilinen en büyük kütleli nötron yıldızıdır. Eğer bir karadelikse bu da onu bilinen en küçük karadelik sınıfına koyar” diyor Kalogera.
LIGO ve Virgo araştırmacıları birleşmeyi fark ettiklerinde astronomi topluluğuna uyarı mesajı ilettiler. Olayda ortaya çıkan ışık dalgalarını bulmak için çok miktarda yer ve uzay teleskopları göreve koşmasına karşılık herhangi bir sinyal alınamadı. GW170817 adlı bu olayda şimdiye kadar kütle çekim dalgalarına karşılık gelen ışık sinyalleri bir kez gözlendi. Ağustos 2017’de LIGO-Virgo ağı ile keşfedilen ve birçok teleskop tarafından izlenen olay ise iki nötron yıldızı arasındaki çarpışmayı içeriyordu. Nötron yıldızı çarpışmalarında madde her yöne dışarı doğru fırlatılır ve bu nedenle ışık parlaması olması beklenir. Karadelik birleşmelerinde ise çoğu zaman ışık üretilmez.
LIGO ve Virgo araştırmacılarına göre Ağustos 2019’da gerçekleşen olay optik teleskoplar tarafından birkaç nedenden dolayı gözlenemedi. Sebeplerin ilki olayın 2017’dekine göre altı kat daha uzakta gerçekleşmesiydi ve bu da sinyal alınmasını zorlaştırdı. İkincisi, eğer çarpışma iki karadelik arasındaysa muhtemelen herhangi bir ışık dalgası üretmemesi. Üçüncü neden ise, cisim nötron yıldızı olsaydı ondan çok daha büyük olan eşi karadelik tarafından yutulmuş olabilirdi ki bu durumda da ışık dalgası gözlenemeyecekti.
“Pac-Man oyunundaki gibi. Kütleler arasında aşırı fark varsa, daha küçük kütleli nötron yıldızı bir ısırıkta yenmiş olabilir” diyor Kalogera.
Araştırmacılar sır cismin nötron yıldızı mı yoksa karadelik mi olduğunu nasıl anlayabilir? Bunun için ek gözlemler ve buna benzer başka olayların keşfedilmesi gerekecek.
