12 Mayıs 2022’de Event Horizon Teleskop ekibindeki gökbilimciler Samanyolu galaksisinin merkezinde yer alan Sagittarius A* adlı bir kara deliğin görüntüsünü yayınladılar. Arizona Üniversitesi’nden bir astronom olan Christmas Impey, ekibin bu görüntüyü nasıl aldığını ve neden bu kadar büyük bir ekiple yaptıklarını açıklıyor.
1. Sagittarius A* nedir?
Sagittarius A*, Samanyolu galaksimizin merkezinde, Yay takımyıldızı yönünde yer alır. Gökbilimciler on yıllardır oradaki son derece kompakt bir kaynaktan gelen radyo dalgalarının sinyallerini ölçüyorlar. 1980’lerde, iki gökbilimci ekibi, bu gizemli radyo dalgası kaynağının yakınındaki yıldızların hareketlerini izlemeye başladı.
Karanlık bir nesnenin etrafında dönen yıldızları ışık hızının üçte birine varan hızlarda gördüler. Hareketleri, Samanyolu’nun merkezinde Güneş’in kütlesinin 4 milyon katı bir kara delik olduğuna işaret ediyordu.
Bu konu ile ilgili olarak Reinhard Genzel ve Andrea Ghez Nobel Fizik Ödülü’nü paylaştılar.
Bir kara deliğin boyutu, olay ufku ile tanımlanmaktadır. Bu kara deliğin merkezinden hiçbir şeyin kaçamayacağı bir mesafedir. Araştırmacılar daha önce Sagittarius A* ‘nın çapının 16 milyon mil (26 milyon kilometre) olduğunu hesaplayabilmişlerdi. Samanyolu’nun kara deliği, büyük yıldızlar öldüğünde geride kalan kara deliklere kıyasla çok büyüktür.
Ancak gökbilimciler neredeyse tüm galaksilerin merkezinde süper kütleli kara delikler olduğunu düşünüyorlar. Bunların çoğuna kıyasla, Sagittarius A* kütlesel olarak yetersiz ve dikkat çekici değildir.
2. Sagittarius A*’nın yeni görüntüsü Astronomi ve Astrofizik camiasına ne anlatıyor?
Kara deliklerin kendileri tamamen karanlıktır, çünkü hiçbir şey, hatta ışık bile yerçekiminden kaçamaz. Ancak kara delikler gaz bulutlarıyla çevrilidir ve gökbilimciler bu gazı içindeki kara deliklerin görüntülerini çıkarmak için ölçebilirler.
Görüntüdeki merkezi karanlık bölge, kara deliğin gaza yansıttığı bir gölgedir. Parlak halka, gazın kendisinin parlamasıdır. Halkadaki parlak noktalar, bir gün kara deliğe düşebilecek daha sıcak gaz alanlarını gösterir.
Görüntüde görünen gazın bir kısmı aslında Sagittarius A* ‘nın arkasındadır. Bu gazdan gelen ışık, kara deliğin Dünya’ya doğru güçlü yerçekimi tarafından büküldüğünü belirtmektedir. Yerçekimsel mercekleme olarak adlandırılan bu etki, genel göreliliğin temel bir tahminidir.
NASA/JPL-Caltech
3. Kara Deliğini bu görüntüsü nasıl ortaya çıktı?
Süper kütleli kara deliklerin ölçülmesi son derece zordur. Galaksilerin merkezini tıkayan gaz ve tozla çok uzaktadırlar ve bunlar tarafından sarmalanmışlardır. Ayrıca, uzayın genişliğine kıyasla nispeten küçüktürler.
Sagittarius A* Samanyolu’nun merkezinde 26.000 ışıkyılı uzaklıktadır. Görünür ışığının 10 milyar fotonundan sadece 1’i Dünya’ya ulaşabilmekte ve çoğu yoldaki gaz tarafından emilmektedir.
Radyo dalgaları gazdan görünür ışıktan çok daha kolay geçer, bu nedenle gökbilimciler kara deliği çevreleyen gazdan gelen radyo emisyonlarını ölçtüler.
Görüntüdeki turuncu renkler bu radyo dalgalarının temsilleridir. Ekip, 2017’de beş gece boyunca kara delik hakkında veri toplamak için dünyaya yayılmış sekiz radyo teleskopu kullandı. Her gece o kadar çok veri üretti ki ekip bunu internet üzerinden birbirleri ile paylaşamadı. Fiziksel sabit diskleri verileri işledikleri yere göndermek zorunda kaldılar.
Kara deliklerin görülmesi çok zor olduğu için, teleskopların topladığı verilerde çok fazla belirsizlik vardır. Bunların bertaraf edilmesi gerekmektedir.
Her şeyi doğru bir görüntüye dönüştürmek için ekip, milyonlarca farklı görüntü üretmek için süper bilgisayarları kullandı.
Toplanan her veri ve fizik yasalarına dayanarak kara deliğin matematiksel olarak uygulanabilir bir versiyonu oluşturuyordu. Daha sonra nihai, güzel ve doğru görüntüyü üretmek için tüm bu görüntüler bir araya getirildi. Yapılan işlemlerin süresi, bir yıl boyunca 2.000 dizüstü bilgisayarı tam hızda çalıştırmaya eşdeğerdi.
4. Yeni Kara Delik fotoğrafı Neden Bu Kadar Önemli?
2019’da Event Horizon Teleskop ekibi, bir kara deliğin ilk görüntüsünü yayınladı. Bu görüntü M87 galaksisinin merkezinde yar almaktaydı. M87 adlı bu galaksinin merkezindeki kara delik, Yay A’dan 2.000 kat daha büyük ve Güneş’in kütlesinin 7 milyar katı olan bir devdir.
Fakat Sagittarius A* Dünya’ya M87 * ‘den 2.000 kat daha yakın olduğu için, Olay Ufku Teleskopu her iki kara deliği de benzer bir çözünürlükte gözlemleyebildi – gökbilimcilere ikisini karşılaştırarak evren hakkında bilgi edinme şansı verdi.
İki görüntünün benzerliği çarpıcıdır çünkü küçük yıldızlar ve küçük galaksiler büyük yıldızlardan veya galaksilerden çok farklı görünür ve davranır.
Kara delikler, yalnızca bir doğa yasasına karşı cevap veren tek nesnelerdir. Ve yerçekimi ölçeği umursamamaktalar. Son birkaç on yıldır, gökbilimciler neredeyse her galaksinin merkezinde devasa kara delikler olduğunu düşünüyorlardı.
M87 * alışılmadık derecede büyük bir kara delik olsa da, Sagittarius A* muhtemelen evrendeki diğer galaksilerin merkezindeki yüz milyarlarca kara deliğin çoğuna oldukça benzer.
5. Yeni Kara Delik Fotoğrafı Hangi Bilimsel Soruları Cevaplayabilir?
Ekibin topladığı verilerden yapılması gereken çok fazla bilimsel yayın ortaya çıkacağı düşünülmektedir. Dikkat çekici bir araştırmaya göre Sagittarius A* etrafındaki gazın ışık hızına yakın bir hızla hareket ediyor olması bilimsel çalışmalara odak teşkil edebilir.
Sagittarius A* nispeten küçüktür ve onu çevreleyen madde merkezine doğru çok yavaş bir hızda akmaktadır. Bunu bir örnekle açıklamak gerekirse Sagittarius A* “bir insanın büyüklüğünde olsaydı, her milyon yılda bir tek pirinç tanesinin kütlesini tüketirdi” örneğini verebiliriz. Ancak birçok görüntü alarak, maddenin kara deliğin etrafındaki ve içindeki akışını gerçek zamanlı olarak izlemek mümkün olacaktır. Bu çalışmalar astrofizikçilerin kara deliklerin maddeyi nasıl tükettiğini ve büyüdüğünü incelemelerine izin verecektir.
Kaynak: Astronomy
