Yerçekimi dalgaları, mevcut modellere meydan okuyan rekor kıran kara delik birleşmesini ortaya çıkarır

En büyük kara delik birleşme Yerçekimi dalgaları kullanılarak bugüne kadar tespit edilen, Ligo Hanford ve Livingston Gözlemevlerinden verilerle faaliyet gösteren uluslararası desteklenen Ligo-Virgo-Kagra (LVK) işbirliği tarafından gözlemlenmiştir.

23 Kasım 2023'te, dördüncü gözlem koşusu sırasında LVK ağı GW231123'ü aldı. sinyal iki zaman kozmik olay tarafından oluşturuldu kara delikler- Sırasıyla güneşin kütlesinin 100 ve 140 katını ölçmek - tek bir süper kütleli kara delik 225 güneş kütlesi olarak tahmin edilmektedir.

Olayın yoğunluğu, her iki kara delik de olağanüstü hızlı dönüşler geliştirdiği için karmaşık ve yorumlanması zor bir sinyale yol açtı. Keşfin resmi duyurusu, 14-18 Temmuz 2025 tarihli Glasgow, İngiltere'deki GR-Amaldi toplantısında, bu yaz daha sonra yayınlanması beklenen bir makalenin önünde yapıldı.

Kozmik felaketleri gözlemlemek

LVK, üçün küresel bir işbirliğidir yerçekimi dalgası LIGO ABD'yi temsil eden dedektörler, Başak İtalya'da ve Kagra Japonya'da faaliyet gösteriyor. Bu güçlü enstrümanlar, gökbilimcilerin ürettikleri uzay zamanındaki dalgaları tespit ederek evrenin en aşırı olaylarından bazılarını incelemelerine izin verir. Bu kara delik birleşmesinin verileri, Mayıs 2023'te başlayan LVK'nın Dördüncü Gözlem Koşusu'ndan (O4) geldi. Ocak 2024'e kadar gözlemleri özetleyen bir raporun bu yaz piyasaya sürülmesi planlanıyor.

Yerçekimi dalga analizi şu anda kara delik birleşmelerini tespit etmek için en etkili yöntemdir. Bilim adamları bugüne kadar, birçoğu devam eden O4 koşusundan gelen yaklaşık 300 etkinlik belirlediler. GW231123 sinyalinden önce, kayıttaki en büyük kara delik birleşmesi, sadece 140 güneş kütlesinin kombine bir kütlesini içeriyordu.

Olağanüstü bir kara delik birleşmesi

“Bu, yerçekimi dalgalarıyla gözlemlediğimiz en büyük kara delik ikili ve kara delik oluşumu anlayışımıza gerçek bir meydan okuma sunuyor,” Profesör Mark Hannam diyorCardiff Üniversitesi ve Ligo Bilimsel İşbirliği üyesi. “Bu büyük kara delikler standart yıldız evrim modelleri ile yasaktır. Bir olasılık, bu ikilideki iki kara deliğin daha küçük kara deliklerin daha önceki birleşmesinden oluşmasıdır.”

Kütlelerine ek olarak, kara deliklerin spin oranları son derece yüksekti. Bu faktörler, yerçekimi dalgalarını tespit etmek için kullanılan aletlerin sınırlarını zorlamak için birleştirildi. Sinyal yakalandıktan sonra bile, verilerin yorumlanması, karmaşık teorik modelleme gerektirdi.

Portsmouth Üniversitesi'nden Dr Charlie Hoy, “Kara delikler çok hızlı bir şekilde dönüyor gibi görünüyor - Einstein'ın genel görelilik teorisinin izin verdiği sınırın dışında” diyor. “Bu, sinyalin modellenmesini ve yorumlanmasını zorlaştırıyor. Teorik araçlarımızın gelişimini ilerletmek için mükemmel bir vaka çalışması.”

Kara delik birleşmelerini sürdürmeye devam etmek

Caltech doktora sonrası araştırmacı Dr. Sophie Bini, “Bu olay enstrümantasyon ve veri analiz yeteneklerimizi şu anda mümkün olanın kenarına itiyor” diyor. “Bu, yerçekimi dalgası astronomisinden ne kadar öğrenebileceğimizin güçlü bir örneği ve daha ne kadar ortaya çıkacak.”

Etkinlik şimdiye kadar kaydedilen türünün en büyük olması olsa da, şimdilik sadece bu şekilde kalabilir. LVK ekibinin araştırması, bu tür aşırı olayları kaydetmek için yeni olasılıklar açar ve bu tür olayları daha fazla tespit etmek için analiz tekniklerini ve teorik modellerini daha da zorlamayı planlıyorlar. Ek olarak, bu karmaşık olayın kendisinden elde edilen verilerin araştırılmasında önemli miktarda çalışma yapılması gerekmektedir.

Birmingham Üniversitesi Yardımcı Doçent Dr. Gregorio Carullo, “Topluluğun bu karmaşık sinyal modelini ve tüm sonuçlarını tamamen çözmesi yıllar alacak” dedi.

Carullo, “Kara delik birleşmesi kalan en olası açıklamaya rağmen, daha karmaşık senaryolar beklenmedik özelliklerini deşifre etmenin anahtarı olabilir” diye ekledi Carullo, bu tür keşiflere dayanarak, muhtemelen “heyecan verici zamanlar!”

Ryan Whalen, bilgilendirme için bilim ve teknolojiyi kapsar. Veri bilimi sertifikası ile tarihte bir MA ve kütüphane ve bilgi bilimi yüksek lisans derecesine sahiptir. Onunla iletişime geçilebilir [email protected]ve onu Twitter'da takip et @mdntwvlf.