Ağustos ayından bu yana bilim kulislerinde LIGO’nun yeni bir keşif hakkında duyuru yapacağına ve bu keşfin astronomi alanında yeni bir kapı açacağına dair söylentiler dolanmaktaydı. 27 Eylül’de yapılan basın açıklamasında LIGO, iki karadeliğin birleşimine tanıklık ettiğini duyurarak biraz hedef şaşırttı. Aslında bu hedef şaşırtma, bilim tarihinin en önemli keşiflerinden birini duyurmak için bir zemin hazırlığıydı. Geçtiğimiz Pazartesi, 16 Ekim 2017’de, herkesin heyecanla beklediği duyuru sonunda yapıldı; LIGO ve Virgo ilk kez birleşen iki nötron yıldızı tarafından yayımlanan kütleçekimsel dalgaları tespit etmişti! Ancak bu keşfi daha da eşsiz kılan bir nokta vardı ki, bu da içlerinde XMM-Newton, Chandra, the Very Large Array ve Hubble Uzay Teleskobu’nun da olduğu elektromanyetik tayfın büyük bir bölümünü kapsayan birçok gözlemevi tarafından aynı çarpışmanın doğrudan gözlemlenmiş olmasıydı.
Çarpışma, Yer’den şu ana kadar gözlemlenmiş en uzun ve en kalıcı kütleçekimsel dalgaları yaratmış oldu. Ayrıca, olayın görünür bölge bileşeni, periyodik tabloda bulunan ağır elementlerin nötron yıldızlarının çarpışması sonucu oluştuğu fikrini savunan teorisyenlerin yıllar öncesinde öngördüğü modellere çok yakın bir şekilde gözlemlendi. Bunun yanı sıra, Fermi Gama Işın Teleskobu’nun gama ışın bölgesinde aldığı sinyal, uzun zamandır tartışılan kısa gama ışın patlamalarının nötron yıldızı çarpışması habercisi olduğu fikrini de doğrulamış oldu.
Ağustos ayının 17’sinde gerçek zamanlı veri analiz programı, LIGO’nun iki dedektöründen birinde çok güçlü bir sinyal yakaladı. Neredeyse, yaklaşık olarak aynı zamandagama ışın patlamalarını takip eden NASA’ya ait Fermi Uzay Teleskobu alanda bir gama ışın patlaması tespit etti. LIGO ve Virgo’nun analiz programı, bu iki sinyali bir arada ele aldığında böyle bir sinyalin bir tesadüf eseri oluşmasının imkânı olmadığını ortaya koydu ve o sıralarda LIGO’nun başka bir otomatik analiz programı diğer LIGO dedektöründe tesadüf eseri bir kütleçekimsel dalga sinyali daha tespit etti. LIGO-Virgo ekibi tarafından yapılan bu hızlı kütleçekimsel dalga keşfi, Fermi’nin gama-ışın keşfi ile birleştirildiğinde, Dünya üzerindeki birçok teleskop üzerinden takip gözlemleri yapılması için harekete geçildi.
LIGO verileri, birbirlerine doğru bir zamanlar spiraller çizen bir yörüngede olan bu iki astrofiziksel objenin, bir eliptik galaksi olan NGC 4993 Galaksisi’nde, Yer’den 130 milyon ışık yılı gibi nispeten yakın bir uzaklıkta olduğunu gösterdi. Bu cisimler, LIGO ve Virgo’nun daha önce keşfettiği çift karadelikler kadar kütleli değildi. Aksine, bu cisimlerin kütlelerinin nötron yıldızlarının kütle aralığına denk gelen, 1,1 ile 1,6 Güneş kütlesi aralığında oldukları öngörüldü.Ancak, LIGO verileri bir karadelik oluştuğuna dair bir kanıt ortaya sunmadı. Eğer, nötron yıldızlarının bu ölüm dansı sırasında bir karadelik oluştuysa, oluşan bu karadelik şu ana dek bilinen en düşük kütleli karadelik olacaktır. Bir nötron yıldızı yaklaşık olarak 20 km çapındadır ve o kadar yoğundur ki, nötron yıldızından alınacak sadece bir çay kaşığı madde, Dünya ölçeklerinde milyarlarca tonluk bir kütleye karşılık gelir.
Teorisyenler, iki nötron yıldızı çarpıştığında kütleçekimsel dalgalar ve gama ışınlarının yanı sıra, elektromanyetik spektrum boyunca ışık yayan jetler ortaya çıktığını öngörmektedir.Teoriye göre, her iki nötron yıldızının maddesi birleşim olmadan önce güçlü gelgitsel kuvvetler etkisinde parçalanacaktır.Bu birleşme sonucunda, çevresini sarmalayan maddenin büyük bir bölümünü gözü dönmüş bir şekilde tüketen bir karadelik oluşmaktadır. Oluşan karadeliğin rotasyonel enerjisi, maddenin bir kısmını ışık hızına yakın hızlarda karadeliğin iki zıt kısmına yönlendirerek rölativistik jetler oluşmasını sağlar. Daha hızlı olan jet şeklindeki madde daha yavaş madde ile etkileşime girerek bir şok yaratır ve bu şok birkaç saniye süren kısa süreli muazzam gama ışın patlamalarını meydana getirir. Kısa gama ışın patlamaları, evrendeki en güçlü patlamalardan biridir ve Güneş’in 10 milyar yıllık yaşamı boyunca salacağı enerjiyi sadece birkaç saniye içerisinde salar. Kısa süreli gama ışın patlamaları, çok daha ağır yıldızların patlaması sonucunda ortaya çıkan uzun süreli gama ışın patlamalarına nazaran daha düşük enerjilidir. Fermi tarafından tespit edilen bu gama ışın patlaması, Avrupa Uzay Ajansı’nın gama ışın teleskobu olan INTEGRAL tarafından da tespit edildi. Bu gözlemler, önceleri sadece bir teori olan, birleşen iki nötron yıldızının kısa süreli gama ışın patlaması göstereceği öngörüsünü onaylamış oldu. Ayrıca, gözlemlenen bu gama ışın patlaması da şimdiye kadar gözlemlenmiş en yakın gama ışın patlaması olarak tarihe geçti. Diğer bir yandan da süpriz bir şekilde uzaklığından dolayı zayıf bir patlama olarak tanımlandı.
İleriki haftalar ve aylarda Dünya çevresindeki teleskoplar nötron yıldızlarının birbirlerine doğru spiraller çizerek birleşmesi sonucu oluşan kilonovadan arta kalan mavi parlak kalıntıyı gözlemlemeye devam edecek ve birleşen nötron yıldızlarının çeşitli evreleri, çevreleri ile etkileşimleri ve evrendeki ağır elementlerin oluşum süreçleri hakkında daha fazla bilgi toplayacaklar. Belki de bu mavi parlak kalıntı, yaşadığımız çeyreğin “soluk mavi noktası” olarak ileride hatırlanmaya değer önemli bir keşif olarak bilim tarihi kitaplarında yerini alacak.
Kaynaklar
– Jennifer Chu, “LIGO and Virgo make first detection of gravitational waves produced by colliding neutron stars”; https://www.ligo.caltech.edu/page/press-release-gw170817
– Robert Naeye ,“LIGO Detects a Neutron Star Merger”; http://www.astronomy.com/news/2017/10/ligo-detects-a-neutron-star-merger
