Bilim insanları, nadiren gözlemlenen bir olayda kaderleriyle karşılaşmış gibi görünen iki kara delik arasındaki felaket niteliğindeki çarpışmanın köken hikayesini çözmeye başladı. “ezilmiş” yörünge yolu.
İkili kara delik birleşmesi olayı, ABD’deki Lazer Girişimölçer Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO) dedektörleri ve onun İtalyan mevkidaşı Başak tarafından tespit edilen birkaç olaydan biridir ve tespit edilebilir dışmerkezliliğe (birleşme zamanına yakın bir yörünge şekli daireselden ziyade oval bir şekle) dair kanıtlar sunmaktadır.
Uluslararası ekip, GW200208_222617 olarak bilinen olay için üç olası oluşum senaryosunun simülasyonlarını kullandı ve bunun muhtemelen üç gövdeli bir yıldız sisteminde veya yıldız kümesi gibi yoğun nüfuslu başka bir sistemde oluştuğu sonucuna vardı.
Bulguları şu şekilde sunulmuştur: Fiziksel İnceleme Dbilim adamlarının gözlemlenebilir evrendeki ikili kara deliklerin evrimsel kökenlerini saptamak için tekniklerini geliştirmelerine yardımcı olabilir ve bu ikililerin buluştuğu ve birleştiği ortamlar hakkında daha fazla bilgi ortaya çıkarabilir.
Bristol Üniversitesi ve Cambridge Üniversitesi’nde araştırmayı yürüttükten sonra yakın zamanda Cardiff Üniversitesi Yerçekimi Araştırma Enstitüsü’ne katılan baş yazar Dr. Isobel Romero-Shaw şunları söyledi: “Eksantrikliğin güvenli bir şekilde tespit edilmesi, yerçekimi dalgalarıyla gördüğümüz ikili kara deliklerin nasıl oluştuğunu belirlemek için çok önemlidir.
“Uzun süredir birlikte yaşayan ikililerin çoğunun dairesel yörüngeleri olacaktır. Yörünge sıkıştırılmış veya eksantrikse, bu, ikilinin ya nispeten yakın zamanda bağlandığı (belki de bileşenlerin henüz yeni buluştuğu) ya da yörüngenin, gaz veya üçüncü bir nesne gibi dış madde ile etkileşimler yoluyla daha yüksek dışmerkezliliğe sürüklendiği anlamına gelir.
“GW200208_222617’nin özelliklerini, alan üçlüleri, yoğun yıldız kümeleri ve aktif galaktik çekirdekler halinde gelişen ikili kara deliklerin simülasyonlarından elde edilen tahminlerle karşılaştırarak, bunun aktif bir galaktik çekirdekten ziyade bir alan üçlüsü veya yoğun kümede oluşmasının çok daha olası olduğunu bulduk.”
LIGO-Virgo-KAGRA İşbirliği’nin üçüncü gözlem çalışmasının bir parçası olarak tespit edilen olay, farklı analiz teknikleri kullanan çok sayıda farklı grup tarafından tespit edilebilir yörünge eksantrikliğine dair kanıtlar içerdiği tespit edildi.
Ekip, diğer özelliklerine bakarak ve bunları çeşitli oluşum kanallarına ilişkin tahminlerle karşılaştırarak, bu ikilinin (ve dolayısıyla tespit edilen popülasyondaki diğer birçok kişinin) büyük olasılıkla nasıl oluştuğunu daraltmaya başladı.
“Eksantriklik, bir ikilinin tam izolasyonda oluşmadığının “kesinlikle kanıtlanan” bir kanıtıdır ̶ kendi başına evrimleşmişse, mevcut cihazlarımızla gözlemlendiğinde tespit edilebilir eksantrikliği korumaz,” Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi’nin Ernest Rutherford Bursları için seçilen 2025 grubunun bir parçası olan Dr. Romero-Shaw şöyle açıklıyor:
“Dolayısıyla, bu birleşmeyi hangi kanalın ürettiğini henüz tam olarak belirleyemesek de, eğer gerçekten eksantrikse, bunun tek başına oluşmadığından eminiz. Bu da seçeneklerimizi daraltmaya başlıyor. Bunun popülasyonun geri kalanı için sonuçları vardır, çünkü bu kanalların her birinden gelen ikili kara deliklerin yalnızca küçük bir kısmı tespit edilebilir şekilde eksantrik olacaktır.
“Bu, eğer tek bir eksantrik olay güvenli bir şekilde tespit edilirse, gördüğümüz daha birçok ikili kara deliğin de muhtemelen aynı oluşum kanalı üzerinden evrimleştiği anlamına gelir. Örneğin, eğer GW200208_222617 gerçekten yoğun bir kümede oluşmuşsa, o zaman nüfusun geri kalanının yaklaşık %7 ila %100’ü yoğun bir küme ortamında oluşmuştur.”
Ekip, çalışmalarının yerçekimsel dalga biçimi modelleyicilerini daha gelişmiş modeller geliştirmeye motive etmesini, böylece dışmerkezliğin daha güvenli tespitlerinin gerçekleştirilebilmesini ve bu tür ikili kara deliklerin evrimsel kökenlerinin doğrulanabilmesini umuyor.
