Işıktan Hızlı Çarpışan Nötron Yıldızları Gördük mü?

Işıktan-hızlı-çarpışan-nötron-yıldızları-gördük-mü?Astrofizikçileri yanlış anlayan medya, uzaya ışıktan 4 kat hızlı gaz püskürten nötron yıldızları gördüğümüzü iddia etti; ancak hiçbir şey ışıktan hızlı gidemez. Aslında bu gözlem çarpışmanın yol açtığı kısa süreli gama ışını patlamasına bağlı bir göz aldanması. Peki uzay serabı nasıl oluşuyor? Birlikte görelim.

Çarpışan nötron yıldızları

Uzayı radyo teleskoplar ve kütleçekim dalgalarını gören LIGO gözlemeviyle araştıran bilim insanları, Ağustos 2017’de çarpışan iki nötron yıldızı tespit ettiler: Bu çarpışmada nötron yıldızları birleşerek kara deliğe dönüştü.

GW170817 olarak adlandırılan ve kısa süreli gama ışını patlamasına yol açan bu gök olayı, aslında 130 milyon yıl önce gerçekleşti. Oysa ışık hızının sınırlı olması yüzünden, patlamadan kaynaklanan ışık ışınları, radyo dalgaları ve kütleçekim dalgaları bize ancak 2017 yılında ulaştı.

Peki nötron yıldızı çarpışmasının yaydığı gama ışınları nasıl oldu da gözümüze ışıktan 4 kat hızlı gidiyor gibi göründü? Doğrusu bu yanılsamaya neden olan birkaç faktör var:

1) Çarpışan nötron yıldızlarının parçalanarak uzaya gaz ve toz bulutları saçması. 2) Yeni oluşan kara deliğin uzaya ışık hızının yüzde 97’si ile gaz jetleri püskürtmesi. 3) Bu jetlerin patlamadan kalan gaz ve toz bulutlarıyla çarpışarak radyo dalgaları yayması. Çok kanallı astronomi ile anlatmaya başlayalım:

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

Işıktan-hızlı-çarpışan-nötron-yıldızları-gördük-mü? 

Çok kanallı astronomi dönemi

Nasıl ki eskiden Türkiye’de tek bir TV kanalı vardı ve o da TRT1’di; geçen seneye kadar astronomi alanında da tek bir gözlem kanalı vardı ve o da elektromanyetik dalgalardı: Işık, X ve gama ışınları, radyo dalgaları, mikrodalgalar, kızılötesi ve morötesi ışınlar hep elektromanyetik dalga sınıfına giriyor.

Bu nedenle ister çanak anten kullanalım ister teleskop, 2017 yılına kadar evreni tek kanallı olarak görüyorduk. Ancak sonra, kara delik ve nötron yıldızı çarpışmalarının ürettiği kütleçekim dalgalarını gören LIGO gözlemevi geldi ve çok kanallı astronomi devri başladı.

Öyle ki 2017 Ağustos ayında gerçekleşen GW170817 no’lu nötron yıldızı çarpışmasının hem ışığını, hem de uzaya yaydığı kütleçekim dalgalarını gördük ve ölü yıldızların süper yoğun çekirdek artıkları olan nötron yıldızlarını yakından tanıdık.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

Işıktan-hızlı-çarpışan-nötron-yıldızları-gördük-mü?

Nötron yıldızları çarpışmadan önce sarmallar çizerek birbirine yaklaşıyor ve uzay zamanı dalgalandırıyor.

 

Işıktan hızlı gidemezsiniz

Hiçbir cisim ışıktan hızlı gidemez ve ışığı oluşturan fotonlar gibi kütlesiz parçacıklar hariç hiçbir cisim de ışık hızında gidemez. Ancak ışık hızına yaklaşabilir. Bununla birlikte ışık hızı evrensel bir sabit olduğu için, ışık hızına yaklaşan kütleli cisimler içinden geçtiği uzayı büküyor.

Bu da hem cisimlerin çarpılmasına, hem de civardaki uzayı çarpıtmasına yol açıyor. Dahası kütle enerji cinsinden yazıldığı için, uzaydaki küçük bir noktaya süper güçlü lazerlerle ateş ettiğiniz zaman, uzayı aşırı bükerek ışıktan kara delik oluşturma şansınız bulunuyor.

Sonuç olarak ışık hızına yakın hızlara rölativistik hız diyoruz ve bu hızların cisimlerle uzayı bükerek çarpıtmasını da rölativistik etki olarak adlandırıyoruz.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

Işıktan-hızlı-çarpışan-nötron-yıldızları-gördük-mü?

Işık hıına yaklaşan cisimlerin boyu hareket yönünde kısalıyor ve deforme oluyor. Ancak, görelilik teorisi uyarınca cismin ölçülen çarpılması ile görünen çarpılması iki ayrı şey; çünkü hem cisim bükülüyor, hem de cisim içinden geçtiği uzayı büküyor! Biraz da kalın miyop gözlüğünün kenarlardan bombe yapması gibi.

 

Maviye kayma

Elbette ışık ışınlarını oluşturan foton parçacıklarının kütlesi yok ve bu nedenle ışığın uzayı bükmesi söz konusu değil (tabii süper güçlü lazerlerin ışıktan kara delik oluşturabileceğini dikkate almazsak). Ancak, ışık ışınları elektromanyetik dalga olduğu için Doppler etkisine tabi.

Doppler etkisi galaksiler, kara delikler ve yıldızlar gibi büyük kütleli cisimlerin uzayı bükmesiyle oluşan kütleçekim mercek etkisiyle birleştiği zaman; bazı gök olaylarının Dünya’dan bakıldığında ışıktan hızlı (warp sürüşü) gerçekleşiyor gibi görünmesine neden olabiliyor.

Kütleçekim veya diğer adıyla rölativistik mercek etkisini 4 kez patlayan yıldız yazısında okuyabilirsiniz. Ancak özetle, yıldızlar ve galaksilerin arkadan gelen ışığı güçlü yerçekimiyle bükerek Dünya’ya odakladığını belirtelim. Böylece bir tür yerçekimi teleskopu oluşturarak göremeyeceğimiz kadar uzaktaki yıldızları gösterdiğini ekleyelim.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

Işıktan-hızlı-çarpışan-nötron-yıldızları-gördük-mü?

Doppler etkisinin (solda), nötron yıldızlarının çarpışmasıyla oluşan kara deliğin uzaya iki kez püskürttüğü gaz jetlerinin deformasyonuna nasıl benzediğine dikkat edin. İkisi de dalgaların sıkışmasıyla ilgili. Ancak, Doppler etkisinde ses çıkaran ambulansın ses dalgalarının hareket yönünde (sağdan sola) sıkışması söz konusu. Gaz jetleri ise kara deliği saran bulutsuya çarparak deforme oluyor. Benzerliğe rağmen ikisi çok farklı şeyler, ama aynı temel yasalara uyuyorlar.

 

Doppler etkisine gelince

En basit ifadesiyle ambulans sirenini düşünün: Ambulans size yaklaşırken sesi tizleşir, uzaklaşırken ise kalınlaşır. Elbette ses dalgaları ve elektromanyetik dalgalar farklı; ama özünde ikisi de dalga ve Doppler etkisinden etkileniyor.

Bu bağlamda ambulans size yaklaşırken ses çıkarmaya devam ediyor ve ilk ses dalgaları ile yeni yayılan ses dalgaları, sizin yönünüzde art arda gelerek sıkışıyor; yani aynı noktadan daha sık geçiyor. Bu da ses frekansının artarak sesin tizleşmesine yol açıyor.

Keza Cem Yılmaz’ın GORA filmindeki ünlü “Komutan Logar, bilinmeyen bir cisim yaklaşıyor” repliğinde olduğu gibi; ışık hızına yaklaşan bir uzay gemisinin ışığı da gidiş yönünde sıkışıyor. Böylece frekansı artıyor ve biz de bunu ışığın maviye kayması olarak görüyoruz.

Işığın maviye kayması ile yerçekimi mercek etkisi bir araya geldiğinde, çok uzak ve soluk cisimleri; örneğin büyük patlamadan sonra ilk oluşan galaksileri görmemizi sağlıyor. Evrenin genişlemesi nedeniyle, bu galaksileri bugün bize 40 milyar ışık yılı uzakta olmasına rağmen görebiliyoruz.

İlgili yazı: Opportunity Mars’ta Yaşam Bulacak mı?

Işıktan-hızlı-çarpışan-nötron-yıldızları-gördük-mü?

Aktif bir kara deliğin gama ışını patlamasının (kutuplardan saldığı gaz jetlerinin ışığı) Dünya’ya nasıl denk gelebildiğini gösteren illüstrasyon.

 

Işıktan 4 kat hızlı gitmeye gelince

Hem Doppler etkisi hem de yerçekimi mercek etkisi, bazı yıldızların görüntüsünü kopyalayarak onları farklı açılardan aynı anda 4-5 kez görmemizi sağlıyor. Bazen de gama ışınlarının ışıktan hızlı gidiyor gibi görünmesine yol açıyor.

Ancak, bu etkiler yazımıza konu olan GW170817 no’lu nötron yıldızı çarpışmasının yol açtığı kısa süreli gama ışını patlamasının ışıktan 4 kat hızlı gittiği yanılsamasına yol açamaz. Bunun başka bir sebebi var ve bunu anlamak için nötron yıldızı çarpışmalarına daha yakından bakmamız lazım:

İlgili yazı: Kontrollü Güç >> Telefon pil ömrünü uzatmak için en iyi 5 yöntem

Işıktan-hızlı-çarpışan-nötron-yıldızları-gördük-mü?

 

Nasıl çarpışıyorlar?

Avustralya Teknoloji Üniversitesi’nden astrofizikçi Adam Deller konuyu şöyle açıklıyor: “Çarpışan nötron yıldızları kara delik halinde birleşirken buharlaşarak parçalanıyor ve yeni kara deliğin çevresinden dışa doğru uzaya yayılan bir gaz diski oluşuyor. Bu sırada kara delik de yutabileceğinden daha çok gaz çekiyor ve yutamadığı gazları kutuplardan uzaya püskürtüyor.”

En az iki gaz jeti var

Çevresini saran gaz diskini yutan aktif bir kara delik, hem güney kutbundan hem de kuzey kutbundan gaz jetleri püskürtüyor. Ancak, bu sırada kara delikler yutabileceğinden daha çok gazı emmeye çalışarak hazımsızlık çekiyor ve deyim yerindeyse geğiriyor.

Bu da resimde gördüğünüz gibi gaz jetlerinin kesikli olarak püskürmesine yol açıyor. Sonuçta ikisi güney ve ikisi kuzey kutbundan olmak üzere en az 4 jet oluşuyor.

Üstelik GW170817 olayında bu gaz jetleri, çarpışma sırasında patlayan nötron yıldızlarının, uzaya çok daha yavaş hızlarda saçtığı bulutsuyla çarpıştı (muhtemelen bu nebulanın içinde bulutun çarparak parçaladığı gezegenlerin kalıntıları da bulunuyordu).

Gama ışını patlamasının uzaya ışıktan 4 kat hızlı yayılması illüzyonuna hem bu, hem de bizim gama ışını patlamasının tam olarak ne zaman gerçekleştiği hakkındaki bilgisizliğimiz yol açtı.

İlgili yazı: Konutlar İçin Ucuz Güneş Enerjisi Rehberi

Işıktan-hızlı-çarpışan-nötron-yıldızları-gördük-mü?

Büyütmek için tıklayın.

 

Nasıl yani?

1) Nötron yıldızı çarpışmasını ilk olarak teleskoplarımız değil, ışık yerine kütleçekim dalgalarını gören LIGO gözlemevi fark etti. Hemen ardından radyo teleskoplarımızı bölgeye yönelterek çarpışmanın neden olduğu radyo dalgalarını gördük. Ancak gama ışını patlamasını ilk gözlemde göremedik.

2) Bunun nedeni, gama ışınlarının öncelikle patlamayı saran gaz ve toz bulutunun içinden geçmesiydi. Bu bulut da ışığı kesti ve kara deliğin uzaya ışık hızının yüzde 97’si ile püskürttüğü gaz jetlerinin yaydığı gama ışınlarının gözlerden gizlenmesine yol açtı.

3) Dahası yeni oluşan kara deliği koza gibi saran bulutsuyla çarpışan gaz jeti, kısmen de olsa enerji kaybetti ve neticede radyo teleskoplarla aldığımız radyo sinyallerini yol açtı. Patlamanın ışığı ise sonradan geldi.

4) Öyle ki biz gama ışınlarını, ancak LIGO’nun nötron yıldızı çarpışmasını tespit ettiği andan 155 gün sonra buluttan çıkarak uzayda serbestçe yol almaya başladığı zaman görebildik.

İşte yanılsamanın sebebi bu

Sonuç olarak gama ışınları birden ortaya çıkmış ve 155 günde uzayda tam 2 ışık yılı gitmiş gibi oldu. Bu da ışınların görünüşte ışıktan 4 kat hızlı gidiyormuş izlenimine yol açtı. Oysa gaz jeti uzayda sadece (!) ışık hızının yüzde 97’si ile yol alıyor ve gama ışınları da ışık hızıyla gidiyordu.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

Işıktan-hızlı-çarpışan-nötron-yıldızları-gördük-mü?

Büyütmek için tıklayın.

 

Evrenin en karmaşık illüzyonu

Doğrusu hiçbir insan evrenden daha iyi bir sihirbaz olamaz. Gördüğünüz gibi evrende nötron yıldızları kolay çarpışmıyor. Üstelik yol açtıkları gama ışını patlamaları da insan gözünü aldatarak ışıktan 4 kat hızlı gitme yanılsamasına neden oluyor.

Peki yerçekimi ışıktan hızlı mı gidiyor? Bilim insanları, yerçekimin hızını çarpışan nötron yıldızlarına bakarak ölçtü ve siz de en güncel ölçüm sonuçlarına fizikçiler görelilik teorisini nötron yıldızlarıyla test etti yazısında ulaşabilirsiniz.

500 milyon yıldız gücünde parlayan gökcisminin sırrını ise göz kırpan yıldız yazısında okuyabilirsiniz. Ancak, evrenin kendisi bir simülasyon ise o apayrı bir hikaye. 😉 Havaların nihayet serinlediği şu günlerde keyifli okumalar.😎

Nötron yıldızı çarpışması


1Superluminal motion of a relativistic jet in the neutron-star merger GW170817 (Direct download)

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir