Bu sanatçının sunumunda tasvir edilen olağanüstü J0806 sisteminin hayali ölüm sarmalı, Einstein'ın beyaz cüce yıldızların yerçekimi dalgaları üreterek yörünge enerjilerini kaybedeceğini öngören Genel Görelilik teorisinin bir sonucudur.
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) bağımlıydık. Şimdi, 14 Eylül 2015'te yerçekimi dalgalarının ilk tarihsel tespiti ile, karadelik çarpışmalarından üzerimize gelen uzay-zaman dalgalanmalarını ve muhtemelen kendi yörüngelerinde dönen yabancı dünyaları analiz edebileceğimiz yepyeni bir evren bizi bekliyor. uzak yıldızlar.
8 Temmuz 2019'da Nature Astronomy'de yayınlanan bir çalışmada , bir grup araştırmacı, geleneksel astronomik teknikler için görünmez kalacak olan ekstrasolar gezegenleri veya ötegezegenleri ortaya çıkarma olasılığını araştırdı.
Almanya, Potsdam'daki Max Planck Yerçekimi Fiziği Enstitüsü'nden (Albert Einstein Enstitüsü/AEI) Nicola Tamanini yaptığı açıklamada, "İkili beyaz cüce yıldızların yörüngesinde dönen ötegezegenleri bulmak için yerçekimi dalgalarını kullanan bir yöntem öneriyoruz" dedi .
Şimdiye kadar, derin kozmosta büyük çarpışmalar tarafından üretilen yerçekimi dalgaları , Washington ve Louisiana'da iki dedektör kullanan ABD merkezli Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO) ve Pisa yakınlarındaki Başak interferometresi tarafından tespit edildi. İtalya. Her iki proje ileri lazer ev L-şekilli binalar kullanmak interferometreleri yerçekimsel dalgalar yıkamak olarak mesafe dakika dalgalanmaları algılayabilir aracılığıyla gezegenimizin. LIGO, Einstein tarafından bir asırdan daha uzun bir süre önce teorize edilen yerçekimi dalgalarını tespit eden ilk kişiydi ve şimdi hem LIGO hem de Başak, kara delik ve nötron yıldızı çarpışmalarının düzenli tespitlerini yapmak için birlikte çalışıyor.
2017 yılında, 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 belirlemesine, kısa gama ışını patlamalarının ardındaki fiziksel mekanizmaları anlamasına, çarpışan nötron yıldızlarının suçlu olduğunu doğrulamasına ve nükleer yıldıza yakından bir bakış sağlamasına olanak tanıyan yeni bir "çoklu mesajcı astronomi" çağını başlattı. evrende ağır elementler (altın ve platin gibi) üreten süreçler.
Dedektörleri Uzaya Fırlatma
Yeni yerçekimi dalgalarını tespit etme yeteneğimizin kolaylaştırdığı bu inanılmaz gelişmelerle, gelecek ne bekliyor? Peki, neden uzaya bir yerçekimi dalgası gözlemevi fırlatmıyorsunuz? Nature Astronomy çalışmasında tartışıldığı gibi, planlanan Lazer İnterferometre Uzay Anteni (LISA) tam da bunu yapacak ve aşırı duyarlılığı bize şu anda karanlıkta saklanan kozmik hedeflere yepyeni bir bakış açısı kazandıracak. Bu hedeflerden biri, mevcut ötegezegen tespit teknikleri kullanılarak görülemeyen (50 Dünya kütlesi ve daha büyük kütleli) yörüngedeki ötegezegenlerin eşlik edebileceği ikili beyaz cüce yıldız sistemleri olacaktır. Teorik olarak, LISA galaksimiz boyunca beyaz cüce ikili dosyalarından gelen yerçekimi dalgalarına duyarlı olacaktır.
Tamanini, "LISA, binlerce beyaz cüce ikili dosyadan yerçekimi dalgalarını ölçecek," dedi. "Bir gezegen böyle bir beyaz cüce çiftinin etrafında döndüğünde, gözlemlenen kütleçekimsel dalga modeli, gezegensiz bir ikilininkine kıyasla farklı görünecektir. Kütleçekimsel dalga formlarındaki bu karakteristik değişiklik, ötegezegenleri keşfetmemizi sağlayacaktır."
Beyaz cüceler, yakıtı tükenen ve uzun zaman önce ölen güneş benzeri yıldızların yıldız cesetleridir. Bizim güneş bir şişirilmiş kırmızı dev haline şişmeye neden olur, 5 milyar yıl kadar yakıt bitecek. Kırmızı dev aşamasından sonra, yıldız, sıcak plazma katmanlarını dökerek, gezegenimsi bir bulutsu oluşturacak ve ardında yaklaşık Dünya büyüklüğünde dönen küçük bir nesne bırakacaktır. Bu yoğun nesne daha sonra kendi muazzam yerçekimi altında ezilecek ve bir dejenere madde damlası yaratacaktır.
Beyaz cüceler iyi çalışılmıştır ve güneşimizin yaşamının son, ölü aşamasını temsil ederler, ancak güneş sisteminin çok ötesinde yeni dünyalar bulma arayışımızda paha biçilmez nesneler olabilirler.
Örneğin, iki beyaz cüce ikili bir sistem olarak birbirlerinin yörüngesinde dönüyorlarsa, yarattıkları kütleçekimsel bozulmalar bir yüzme havuzunda dönen bir çocuk oyuncağı gibi hareket edecek - uzay-zamandaki dalgalanmalar her yöne yayılacak ve yörüngedeki yıldızlardan enerjiyi uzağa taşıyacaktır. Işık hızı. Mevcut yerçekimi dalgası dedektörleri yalnızca en güçlü kozmik çarpışmaları ölçebilir, ancak LISA ile daha zayıf bir yerçekimi dalgası sinyali üreten bu daha ince olaylara ulaşılabilecektir.
Gizli Uzaylı Dünyalar
Şu anda, gökbilimciler diğer yıldızların yörüngesinde dönen ötegezegenleri tespit etmek için iki ana yöntem kullanıyorlar: yörüngedeki bir ötegezegenin neden olduğu Doppler kaymasını tespit edebilen teleskoplara bağlı çok hassas spektrometreleri kullanan "radyal hız yöntemi" ve NASA'nın kullandığı "geçiş yöntemi". Kepler uzay teleskopu (ve diğerleri), bir dünya önünde yörüngede dolanırken yıldız parlaklığındaki çok hafif düşüşü tespit etmek için kullanır.
4000'den fazla ötegezegen öncelikle bu iki yöntem kullanılarak keşfedilmiş olsa da, bazı ötegezegenler gizli kalır ve ikili beyaz cüceler söz konusu olduğunda, ötegezegenlere ev sahipliği yapıp yapamayacakları hakkında çok az şey biliyoruz . Ancak, eğer LISA bu sistemlerden yayılan uzay-zaman dalgalanmalarını ölçebilirse, radyal hız yönteminin elektromanyetik dalgaların Doppler kaymasını yalnızca yerçekimi dalgalarını kullanarak ölçmesine benzer şekilde, yörüngedeki ötegezegenlerin hafifçe çekilmesini de algılayabilir. yerine.
LISA, Avrupa Uzay Ajansı tarafından yönetilen bir projedir ve şu anda 2034'te piyasaya sürülmesi planlanmaktadır. Oluşum halinde uçan üç uzay aracından oluşan LISA, her bir uzay aracının birbirinden ayrıldığı geniş bir eşkenar üçgen lazer interferometre oluşturmak için ultra hassas lazerleri birbirine ışınlayacak. 1,5 milyon mil (2,5 milyon kilometre). Dolayısıyla LISA, şu anda Dünya'da sahip olduğumuz veya sahip olacağımız her şeyden bir milyon kat daha büyük bir interferometre olacaktır.
Tamanini, "LISA, henüz tamamen araştırılmamış bir ötegezegen nüfusunu hedef alacak," diye ekledi. "Teorik bir perspektiften bakıldığında, kompakt ikili beyaz cücelerin etrafında ötegezegenlerin varlığını hiçbir şey engelleyemez."
Bu ikili beyaz cüce yıldız sistemlerinin ötegezegenlere de ev sahipliği yaptığı bulunursa, bizimki gibi yıldız sistemlerinin nasıl evrimleştiğini ve ikili yıldız sistemlerinin yakıtı tükenip öldükten sonra gezegenlerin hayatta kalıp kalamayacağını daha iyi anlamamıza yardımcı olacaklar. Araştırmacılar ayrıca ikinci nesil ötegezegenlerin (yani kırmızı dev aşamasından sonra oluşan gezegenlerin) var olup olmadığını da ortaya çıkarabileceklerine dikkat çekiyorlar.
Dış gezegenlerin yerçekimi dalgası algılamalarının ötesinde, olasılıklar sonsuzdur. Yerçekimi dalgası astronomisinin şu anki "yeni çağının" bize öğrettiği bir şey varsa, LISA gibi gelecekteki uzay tabanlı gözlemevleri, asla tanık olacağımızı düşünmediğimiz karanlıkta meydana gelen fenomenleri ortaya çıkarabilir.
Şimdi Bu İlginç
Dünya'dan yaklaşık 1.600 ışıkyılı uzaklıkta, J0806 olarak bilinen ikili yıldız sisteminde, iki yoğun beyaz cüce her 321 saniyede bir birbirlerinin yörüngesinde dönüyor. Chandra X-Ray Gözlemevi'nden alınan verilere dayanarak, gökbilimciler, yıldızların zaten çok kısa olan yörünge periyodunun giderek kısaldığına ve bunun sonunda iki yıldızın birleşmesine neden olacağına inanıyorlar.
