GWTC-5.0 Yayımlandı: Kütleçekim Dalgası Kataloğunda Olay Sayısı 390'a Çıktı

Uzay-zamandaki dalgalanmaları izleyen dedektör ağı, şimdiye kadarki en kapsamlı veri setini bilim dünyasıyla paylaştı. LIGO (ABD), Virgo (İtalya) ve KAGRA (Japonya) ortaklığı, yani LVK iş birliği tarafından hazırlanan Kütleçekim Dalgası Geçici Olay Kataloğu'nun beşinci sürümü GWTC-5.0, 161 yeni sinyal ekleyerek doğrulanmış olayların toplamını 390'a çıkardı. Kataloğun büyük bölümünü birbirine dolanıp birleşen kara delik çiftleri oluşturuyor. Çalışmada Glasgow Üniversitesi araştırmacıları da öncü rol üstlendi.

O4b döneminin ürünü

Yeni katalog, dördüncü gözlem dönemi O4'ün ikinci bölümü olan O4b'de toplanan verilere dayanıyor. 10 Nisan 2024'te başlayıp 28 Ocak 2025'te sona eren bu dönemde Virgo dedektörü de ağa yeniden katıldı. 24 Mayıs 2023'te başlayan O4, birkaç kez uzatıldıktan sonra 18 Kasım 2025'te tamamlandı. Bu dönemde LIGO dedektörleri, nötron yıldızı birleşmelerini 150-175 megaparsek civarındaki mesafelerden algılayabilecek hassasiyete ulaştı.

Karşılaştırma için: 2015-2016'daki ilk gözlem döneminde yalnızca üç olay yakalanmıştı. Bunların ilki, 14 Eylül 2015'te kaydedilen ve kütleçekim dalgalarının ilk doğrudan tespiti olan GW150914'tü. İkinci dönemde sekiz olay bulunmuştu. Bugün ise dedektörler, aylık olarak çok sayıda birleşme yakalayabiliyor ve bu da kara delik nüfusunu istatistiksel olarak incelemeyi mümkün kılıyor.

Öne çıkan bulgular

• Rekor hassasiyette konum: 15 Haziran 2024'te iki LIGO gözlemevi ve Virgo tarafından birlikte yakalanan GW240615, kaynağın gökyüzündeki yerini yalnızca yaklaşık altı derecekarelik bir alana daraltarak bir kütleçekim dalgası kaynağı için en kesin konumlardan birini verdi. Olay, yaklaşık 26 ve 30 Güneş kütlesindeki iki kara deliğin üç milyar ışık yılı ötede birleşmesiyle oluştu.
• Üç titreşim kipi: Birleşmeden sonra yeni oluşan kara delik, vurulmuş bir çan gibi "çınlayarak" kararlı biçimine oturur. Katalogda bu çınlamanın üç ayrı titreşim kipi ölçüldü. Bu frekanslar Einstein'ın genel görelilik kuramına göre yalnızca kara deliğin kütlesine ve dönüşüne bağlı olduğundan, kuramın güçlü bir sınavı niteliğinde.
• İkinci nesil kara delikler: Bazı kara deliklerin kütle ve dönüş özellikleri, onların daha önceki bir birleşmeden doğmuş olabileceğini gösteriyor. Bu tür hiyerarşik birleşmeler, kara deliklerin sık yıldız kümeleri gibi kalabalık ortamlarda art arda eşleştiğine işaret ediyor.

Katalog, yayımlandığı günden bu yana bağımsız ekiplerin de çalışma malzemesi oldu. Haziran 2026'da yayımlanan bir analiz, yaklaşık 45 Güneş kütlesinin üzerindeki kara delik çiftlerinin dönüş özelliklerinin yıldız kümelerindeki hiyerarşik birleşmelerle tamamen uyumlu olduğunu öne sürdü. Başka bir çalışma ise GWTC-5'teki 257 kara delik birleşmesinin dönüş ölçümlerini kullanarak, varsayımsal ultra hafif aksiyon parçacıklarının belirli bir kütle aralığında var olmadığını gösterdi.

Kozmoloji ve dedektör mühendisliği

Kütleçekim dalgaları, evrenin genişleme hızını ölçmek için de kullanılıyor. "Standart siren" adı verilen yöntemde, sinyalin biçiminden kaynağın uzaklığı doğrudan hesaplanıyor; bu uzaklık kaynağın bulunduğu galaksinin kırmızıya kaymasıyla birleştirildiğinde Hubble sabiti elde ediliyor. Farklı yöntemlerin bu sabite farklı değerler vermesi kozmolojinin en büyük çıkmazlarından biri; her yeni katalog bu bağımsız ölçüme katkı sağlıyor.

Glasgow Üniversitesi, 1970'lerden bu yana bu alanın merkezlerinden biri. Ekip, LIGO aynalarını sismik ve ısıl gürültüden yalıtan ultra hassas asma sistemlerinin geliştirilmesinde öncü rol üstlendi. Bu sistemler sayesinde dedektörler, dört kilometrelik kollarının boyunda bir atom çekirdeğinden çok daha küçük değişimleri ölçebiliyor.

Dedektörlerin çalışma ilkesi aslında yüz yılı aşkın bir optik deneye dayanıyor. Lazer ışığı ikiye bölünüp birbirine dik iki uzun kola gönderiliyor, kolların ucundaki aynalardan yansıyan ışınlar yeniden birleştiriliyor. Bir kütleçekim dalgası geçtiğinde kollardan biri çok az uzarken diğeri kısalıyor ve bu fark, birleşen ışığın girişim deseninde iz bırakıyor. LIGO'nun ABD'deki Hanford ve Livingston tesislerinde kollar 4 kilometre, Virgo ve KAGRA'da ise 3 kilometre uzunluğunda. Birbirinden binlerce kilometre uzaktaki dedektörlerin aynı sinyali yakalaması, hem yerel gürültünün elenmesini hem de kaynağın yönünün belirlenmesini sağlıyor.

Sırada ne var?

LIGO'nun Kasım 2026'nın başı ile ortası arasında, yaklaşık altı ay sürmesi planlanan ara bir gözlem dönemi başlatması bekleniyor. Daha büyük iyileştirmeleri içerecek beşinci gözlem dönemi O5 ise şimdilik 2029 ve sonrası için planlanıyor. Hindistan'da ise LIGO-India dedektörünün inşaatı 23 Nisan 2026'da resmen başladı; tesisin 2030'da gözleme hazır olması hedefleniyor. Ağa eklenecek her yeni dedektör, kaynakların gökyüzündeki konumunu daha da daraltarak teleskopların bu olayların ışığını aramasını kolaylaştıracak.