İnsanlık astronomide bir devrim yaşıyor . Yakın zamana kadar, teleskopları kullanarak güneş sistemimizin arka bahçesinden kozmosun en uzak noktalarına kadar keşifler yapmak için elektromanyetik spektruma (yani ışığa) güveniyorduk. Şimdi, 14 Eylül 2015'te yerçekimi dalgalarının ilk tarihsel tespiti ile, bizi bekleyen yepyeni bir evren bizi bekliyor; burada kara delik çarpışmalarından ve muhtemelen uzaylı dünyalarının yörüngelerinde dönerken üzerimize yıkan uzay-zaman dalgalarını analiz edebileceğimiz bir evren. uzak yıldızlar.
Nature Astronomy'de 8 Temmuz 2019'da yayınlanan bir çalışmada , bir grup araştırmacı, aksi takdirde geleneksel astronomik teknikler için görünmez kalacak olan güneş dışı gezegenleri veya dış gezegenleri ortaya çıkarma olasılığını araştırdı.
Almanya, Potsdam'daki Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü'nden (Albert Einstein Enstitüsü / AEI) Nicola Tamanini, "İkili beyaz cüce yıldızların yörüngesinde dönen dış gezegenleri bulmak için kütleçekim dalgalarını kullanan bir yöntem öneriyoruz" dedi .
Şimdiye kadar, derin evrendeki büyük çarpışmalardan kaynaklanan yerçekimi dalgaları , Washington ve Louisiana'da iki dedektör kullanan ABD merkezli Lazer İnterferometre Yerçekimsel Dalga Gözlemevi (LIGO) ve Pisa yakınlarındaki Başak interferometresi olmak üzere iki gözlemevi tarafından tespit edildi. İtalya. Her iki proje de , yerçekimi dalgaları gezegenimizde dolaşırken , mesafedeki küçük dalgalanmaları tespit edebilen, gelişmiş lazer interferometreleri barındıran L şeklinde binalar kullanıyor . LIGO, bir asırdan fazla bir süre önce Einstein tarafından teorileştirilen yerçekimi dalgalarını ilk tespit eden şirketti ve şimdi hem LIGO hem de Başak, kara delik ve nötron yıldızı çarpışmalarını düzenli olarak tespit etmek için birlikte çalışıyor.
2017'de, 130 ışıkyılı uzaklıktaki bir galakside iki nötron yıldızı çarpıştığında hem yerçekimi dalgaları hem de gama ışını radyasyonu aynı anda tespit edildiğinde başka bir tarihi dönüm noktasına ulaşıldı . Bu olay, gökbilimcilerin olayın yerini tam olarak tespit etmelerine, kısa gama ışını patlamalarının ardındaki fiziksel mekanizmaları anlamalarına, çarpışan nötron yıldızlarının suçlu olduğunu doğrulamalarına ve çekirdeğe yakından bakmalarına olanak tanıyan yeni bir "çoklu yolcu astronomisi" çağı başlattı. evrende ağır elementler (altın ve platin gibi) üreten işlemler.
Detektörleri Uzaya Fırlatma
Kütleçekim dalgalarını tespit etme konusundaki yeni yeteneğimizin kolaylaştırdığı bu inanılmaz ilerlemelerle, gelecekte neler olacak? Peki, neden uzaya bir yerçekimi dalgası gözlemevi başlatmıyorsunuz? Doğa Astronomi çalışmasında tartışıldığı gibi, planlanan Lazer Girişimölçer Uzay Anteni (LISA) tam da bunu yapacak ve aşırı hassasiyeti bize şu anda karanlıkta saklanan kozmik hedeflere yepyeni bir bakış sağlayacak. Bu hedeflerden biri, mevcut dış gezegen algılama teknikleri kullanılarak görülemeyen yörünge dış gezegenlerin (50 Dünya kütlesi ve daha büyük kütleleri olan) eşlik edebileceği ikili beyaz cüce yıldız sistemleri olacaktır. Teorik olarak, LISA, galaksimizdeki beyaz cüce çiftlerinden gelen yerçekimi dalgalarına duyarlı olacaktır.
Tamanini, "LISA, binlerce beyaz cüce ikilisinden gelen yerçekimi dalgalarını ölçecek," dedi. "Bir gezegen böyle bir çift beyaz cücenin yörüngesinde döndüğünde, gözlemlenen kütleçekim dalgası modeli, gezegeni olmayan bir ikiliye kıyasla farklı görünecektir. Yerçekimi dalga formlarındaki bu karakteristik değişiklik, dış gezegenleri keşfetmemizi sağlayacaktır."
Beyaz cüceler, yakıtı bitmiş ve uzun zaman önce ölmüş güneş benzeri yıldızların yıldız cesetleridir. Bizim güneş bir şişirilmiş kırmızı dev haline şişmeye neden olur, 5 milyar yıl kadar yakıt bitecek. Kırmızı dev aşamadan sonra yıldız, gezegenimsi bulutsu denilen sıcak plazma katmanlarını dökecek ve arkasında yaklaşık olarak Dünya büyüklüğünde dönen küçük bir nesne bırakacak. Bu yoğun nesne daha sonra kendi muazzam yerçekimi altında ezilecek ve bir dejenere madde damlası yaratacaktır.
Beyaz cüceler iyi incelenmiştir ve güneşimizin yaşamının son, ölü aşamasını temsil ederler, ancak güneş sisteminin çok ötesinde yeni dünyalar bulma arayışımızda paha biçilmez nesneler de olabilirler.
Örneğin, iki beyaz cüce bir ikili sistem olarak birbirinin yörüngesinde dolaşırsa, yarattıkları yerçekimi tedirginliği bir yüzme havuzunda dönen bir çocuğun oyuncağı gibi hareket eder - uzay zamanındaki dalgalanmalar her yöne yayılır ve yörüngedeki yıldızlardan enerji taşır Işık hızı. Mevcut yerçekimi dalgası dedektörleri yalnızca en güçlü kozmik çatışmaları ölçebilir, ancak LISA ile, daha zayıf bir yerçekimi dalgası sinyali üreten bu daha ince olaylar erişilebilir olacaktır.
Gizli Uzaylı Dünyalar
Şu anda, gökbilimciler diğer yıldızların yörüngesindeki dış gezegenleri tespit etmek için iki ana yöntem kullanıyor: yörüngedeki bir dış gezegenin neden olduğu Doppler kaymasını algılayabilen teleskoplara bağlı çok hassas spektrometreleri kullanan "radyal hız yöntemi" ve NASA'nın kullandığı "geçiş yöntemi" Kepler uzay teleskopu (ve diğerleri), öndeki bir dünya yörüngesinde dönerken yıldız parlaklığındaki çok hafif düşüşü tespit etmek için kullanır.
Öncelikle bu iki yöntem kullanılarak 4.000'den fazla dış gezegen keşfedilmiş olsa da, bazı dış gezegenler gizli kalıyor ve ikili beyaz cüceler söz konusu olduğunda, dış gezegenlere ev sahipliği yapıp yapamayacakları hakkında çok az şey biliyoruz . Ancak, eğer LISA bu sistemlerden yayılan uzay-zaman dalgalarını ölçebiliyorsa, aynı zamanda, radyal hız yönteminin elektromanyetik dalgaların Doppler kaymasını yalnızca yerçekimi dalgaları kullanarak ölçtüğü gibi, yörüngede dolaşırken dış gezegenlerin hafif çekişmesini de algılayabilir. yerine.
LISA, Avrupa Uzay Ajansı tarafından yönetilen bir projedir ve şu anda 2034 yılında fırlatılması planlanmaktadır. Formasyonda uçan üç uzay aracından oluşan bu araçlar, birbirlerinden çok büyük bir eşkenar üçgen lazer interferometre oluşturmak için birbirlerine ultra hassas lazerler ışınlayacaklardır. 1,5 milyon mil (2,5 milyon kilometre). Bu nedenle LISA, şu anda sahip olduğumuz veya Dünya'da sahip olacağımız her şeyden milyon kat daha büyük bir interferometre olacak.
Tamanini, "LISA, bir dış gezegen popülasyonunu hedef alacak, ancak tamamen zarar görmemiş," diye ekledi. "Teorik bir perspektiften bakıldığında, hiçbir şey kompakt ikili beyaz cüceler etrafında dış gezegenlerin varlığını engellemez."
Bu ikili beyaz cüce yıldız sistemlerinin aynı zamanda dış gezegenlere de ev sahipliği yaptığı tespit edilirse, bizimki gibi yıldız sistemlerinin nasıl geliştiğini ve ikili yıldız sistemlerinin yakıtı bitip öldükten sonra gezegenlerin hayatta kalıp kalamayacağını daha iyi anlamamıza yardımcı olacaklar. Araştırmacılar ayrıca, ikinci nesil dış gezegenlerin (yani kırmızı dev aşamasından sonra oluşan gezegenler) var olup olmadığını da ortaya çıkarabileceklerine dikkat çekiyorlar.
Dış gezegenlerin yerçekimi dalgası tespitlerinin ötesinde, olasılıklar sonsuzdur. Yerçekimi dalgası astronomisinin şu andaki "yeni çağının" bize öğrettiği bir şey varsa, LISA gibi gelecekteki uzay tabanlı gözlemevleri, asla tanık olamayacağımızı düşünmediğimiz karanlıkta meydana gelen olayları ortaya çıkarabilir.
Şimdi Bu İlginç
Dünya'dan yaklaşık 1.600 ışıkyılı uzaklıkta, J0806 olarak bilinen ikili bir yıldız sisteminde, iki yoğun beyaz cüce yıldız her 321 saniyede bir birbirinin yörüngesinde dönüyor. Chandra X-Ray Gözlemevi'nden alınan verilere dayanarak, gökbilimciler yıldızların zaten çok kısa olan yörünge döneminin giderek kısaldığına ve bunun da sonunda iki yıldızın birleşmesine neden olacağına inanıyorlar.
