Gökbilimciler ilk kez iki nötron yıldızının çarpışmasını aynı anda iki yöntemle gözlemledi. Tarihi keşifle altın, plütonyum ve uranyum gibi ağır maddelerin nötron yıldızlarının çarpışmasından oluştuğunu ve dünyamıza buradan püsküren gazlarla gelmiş olduğunu savunan İsrailli bilim adamlarının 1989 tarihli çalışması da kanıtlanmış oldu.
Pazartesi günü, Nobel Fizik Ödülünü yeni kazanmış olan Kütleçekim Dalgaları Gözlem Evi- LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) ve Avrupa Güney Gözlemevi-ESO (European Southern Observatory) aynı anda tarihte eşi görülmemiş bir keşif yaptıklarını duyurdu.
İlk kez 17 Ağustos’ta iki nötron yıldızının çarpışmasıyla meydana gelen kütleçekim dalgaları LIGO tarafından yakalandı ve LIGO’nun yönlendirmesiyle 1,7 saniye sonra yörüngemizde ve yerde bulunan 70 teleskop bu olayın meydana getirdiği ışığa doğru çevrildi. Böylece çarpışmanın elektromanyetik dalgaları da gözlemlenmiş oldu.
Bugüne dek LIGO iki kara deliğin birleşmesinin yarattığı uzayzaman örtüsündeki dalgaları dört kez dinleyebilmiş; fakat kara delikler ışığı yuttuğu için olayı teleskoplarla gözlemleme şansımız olmamıştı.
Nedir bu nötron yıldızları?
Bir atomun çekirdeğinde pozitif yüklü proton ve yüksüz nötron bulunur, çekirdeğin etrafında ise negatif yüklü elektron döner. Bir yıldız ömrünü hidrojen atomlarını birleştirerek helyum atomu yaparak geçirir. Hidrojeni bitince aşırı hızlı bir şekilde çökme başlar. Buna süpernova denir. Geriye sadece içine koca bir güneşi sığdıracak kadar aşırı yoğun ama sadece 10 kilometre çapında bir kor kalır. Bu sıkışma o kadar güçlüdür ki elektronlar ve protonlar birleşip, yükü sıfırlanır ve onlar da nötron olurlar. Bu oluşuma nötron yıldızı diyoruz. Patlayan yıldız çok daha büyük bir yıldız olduğunda, süpernova iki kez olur ve nötron yıldızı bile kalmaz; bir kara delik oluşmuş olur. Kara delikler gözle görülmez çünkü ışığı bile yutarlar.
İki nötron yıldızı çarpışınca
İki nötron yıldızı birbiri etrafında saniyede binlerce kez dönerken uzayzaman örtüsünde dalgalar yaratıyor (kütleçekim dalgaları), dalgaları oluştururken kaybedilen enerji yüzünden iki yıldız arasındaki mesafe gittikçe azalıyor ve sonunda çarpışıyorlar. Çarpışmayla etrafa yaydıkları materyallerin manyetik alanların etkisiyle aşırı hızla fışkırmasıyla gamma ışınları oluşuyor. Yayılmaya başlayan radyoaktif kalıntılar morötesi, optik (görünen ışık) ve kızılötesi ışık oluşturuyor. Gamma ışınlarını yörüngemizdeki Fermi teleskobu, morötesi görüntüyü ise yörüngemizdeki Hubble teleskobu gözlemledi. Optik teleskoplar ise bu patlamanın ardından oluşan altın gibi elementlerin yaydığı radyoaktif ışımayı görüntüledi.
Gamma ışınları nedir?
Gamma ışınları görebildiğimiz ışığın çok daha yüksek enerjili bir formudur. Gamma ışınlarını algılayan teleskoplarımız uzun zamandır gökyüzünde bu tarz ışımaları gözlemliyordu ancak kaynağının iki nötron yıldızının çarpışması olduğu LIGO sayesinde netleşti. Gamma ışınlarının dalga boyları kısaldığında sırasıyla X-ray, morötesi, görünen ışık (optik), kızılötesi, mikrodalga ve radyo ışınları adını alıyor. Teleskoplarımız tüm ışınları algılayabiliyor.
İki nötron yıldızı nasıl altını oluşturur?
Evrenin ilk oluşturan Büyük Patlama yalnızca hidrojen, helyum az miktarda da lityum oluşturmuştu. Yüz milyonlarca sonra oluşan ilk yıldızlar bu elementleri birleştirip en fazla karbon, oksijen ve demir kadar ağır elementler üretebildiler. Demirden daha ağır elementlerin nasıl oluştuğu henüz ispatlanamamıştı. Nötron yıldızlar çarpışınca etrafa yayılan nötronlar etraflarında olan ağır elementlere çarpmaya başladı, nötronlar daha fazla biriktikçe daha ağır elementler olan altın, cıva, uranyum, plütonyum gibi elementler oluşturdu. Bu elementler gaz ve toz bulutları arasındaki seyahatlerinde yeni yıldızlara ve bizimki gibi gezegenlere dönüştüler.
İsrailli bilim insanları ne demişti?
1989 yılında İbrani Üniversitesinden Tsvi Piran liderliğinde, Ben Gurion Üniversitesinden David Eichler, Technion Üniversitesinden Mario Livio ve Chicago Üniversitesinden David N. Schramms, Nature dergisinde bir makale yayınladılar. O günlerde bilim dünyasından şüphe ve yok saymayla karşılanan bu makalede iki nötron yıldızı çarpıştığında kütleçekim dalgaları ve gamma ışınlarının yanı sıra altın, plütonyum ve uranyum gibi ağır elementlerin de oluştuğu savunuluyordu. 17 Ağustos’ta yapılan keşifle bu öngörülerin hepsi ispatlanmış oldu.
Piran, duyurunun ardından yaptığı açıklamada, “O dönemde bilim âlemini iddiamıza inandırmak çok güçtü, 30 yıl önce yaptığımız bu öngörünün ispatını görmeye ömrümüzün yetmeyeceğini düşünüyordum” dedi. Teleskoplar çarpışma sonrası serpintilerde yeni oluşan ağır elementleri gözlemleyebildi. Buluşta Tel Aviv Üniversitesinin de katkıları oldu.
