1. Yay A* nedir?
Yay A*, Samanyolu galaksimizin merkezinde, Yay takımyıldızı yönünde yer alır. Onlarca yıldır gökbilimciler, oradaki son derece kompakt bir kaynaktan gelen radyo dalgalarının patlamalarını ölçüyorlar .
1980’lerde, iki gökbilimci ekibi, bu gizemli radyo dalgaları kaynağının yakınındaki yıldızların hareketlerini izlemeye başladı. Karanlık bir nesnenin etrafında ışık hızının üçte biri kadar hızla dönen yıldızları gördüler. Hareketleri Samanyolu’nun merkezinde Güneş’in kütlesinin 4 milyon katı bir kara delik olduğunu gösteriyordu . Reinhard Genzel ve Andrea Ghez daha sonra bu keşif için Nobel Fizik Ödülü’nü paylaştılar.
Bir kara deliğin boyutu, olay ufku ile tanımlanır – kara deliğin merkezinden hiçbir şeyin kaçamayacağı bir mesafe. Bilim adamları daha önce Yay A*’nın 16 milyon mil (26 milyon kilometre) çapında olduğunu hesaplayabilmişti.
Samanyolu’nun kara deliği, devasa yıldızlar öldüğünde geride kalan kara deliklere kıyasla çok büyük . Ancak gökbilimciler, neredeyse tüm galaksilerin merkezinde süper kütleli kara delikler olduğunu düşünüyor. Bunların çoğuyla karşılaştırıldığında, Yay A* yetersiz ve dikkat çekici değildir.
Kara deliklerin kendileri tamamen karanlıktır, çünkü hiçbir şey, hatta ışık bile çekimlerinden kaçamaz. Ancak kara delikler gaz bulutlarıyla çevrilidir ve gökbilimciler, içindeki kara deliklerin görüntülerini çıkarmak için bu gazı ölçebilir. Görüntüdeki merkezi karanlık bölge, kara deliğin gaz üzerine yaptığı gölgedir. Parlak halka, gazın kendisi parlıyor. Halkadaki parlak noktalar, bir gün kara deliğe düşebilecek daha sıcak gaz alanlarını gösteriyor.
Resimde görünen gazın bir kısmı aslında Sagittarius A*’nın arkasındadır. Bu gazdan gelen ışık, kara deliğin güçlü yerçekimi tarafından Dünya’ya doğru bükülüyor. Kütleçekimsel merceklenme adı verilen bu etki, genel göreliliğin temel bir öngörüsüdür .
2. Bu imajı oluşturmak için neler yapıldı?
Süper kütleli kara deliklerin ölçülmesi son derece zordur. Çok uzaktalar ve galaksilerin merkezini tıkayan gaz ve tozla örtülüler. Ayrıca, uzayın genişliğine kıyasla nispeten küçüktürler. Sagittarius A*’nın bulunduğu yerden, 26.000 ışıkyılı uzaklıktaki Samanyolu’nun merkezinden, görünür ışığın sadece 10 milyarda 1’i Dünya’ya ulaşabilir – çoğu bu sırada gaz tarafından emilir. 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 temsilidir.
Ekip , 2017’de beş gece boyunca karadelik hakkında veri toplamak için dünyaya yayılmış sekiz radyo teleskopu kullandı. Her gece o kadar çok veri üretti ki ekip bunları internet üzerinden gönderemedi – fiziksel olarak göndermek zorunda kaldılar. Verileri işledikleri yere sürücüler.
Kara delikleri görmek çok zor olduğu için teleskopların topladığı verilerde çok fazla belirsizlik var. Her şeyi doğru bir görüntüye dönüştürmek için ekip , her biri toplanan verilere ve fizik yasalarına dayalı olarak kara deliğin matematiksel olarak uygulanabilir bir versiyonu olan milyonlarca farklı görüntü üretmek için süper bilgisayarlar kullandı. Daha sonra, nihai, güzel ve doğru görüntüyü elde etmek için tüm bu görüntüleri bir araya getirdiler. İşlem süresi, bir yıl boyunca 2.000 dizüstü bilgisayarı tam hızda çalıştırmaya eşdeğerdi.
3. Yeni imaj neden bu kadar önemli?
2019’da Event Horizon Telescope ekibi, M87 galaksisinin merkezindeki bir kara deliğin ilk görüntüsünü yayınladı. Bu galaksinin merkezinde yer alan M87* adlı kara delik, Yay A*’dan 2.000 kat, Güneş’ten ise 7 milyar kat daha büyük bir devdir. Ancak Sagittarius A*, M87*’den Dünya’ya 2.000 kat daha yakın olduğu için Event Horizon Teleskobu, her iki kara deliği de benzer bir çözünürlükte gözlemleyebildi ve bu da gökbilimcilere ikisini karşılaştırarak evren hakkında bilgi edinme şansı verdi.
İki görüntünün benzerliği dikkat çekici çünkü küçük yıldızlar ve küçük gökadalar, büyük yıldızlardan veya gökadalardan çok farklı görünüyor ve davranıyor. Kara delikler, yalnızca bir doğa yasasına cevap veren, var olan tek nesnelerdir – yerçekimi. Ve yerçekimi ölçeği umursamaz .
Son birkaç on yıldır, gökbilimciler neredeyse her galaksinin merkezinde devasa kara delikler olduğunu düşünüyorlardı . M87* alışılmadık derecede büyük bir kara delik olsa da, Yay A* büyük olasılıkla evrendeki diğer galaksilerin merkezindeki yüz milyarlarca kara deliğin çoğuna oldukça benzer.
4. Bu hangi bilimsel sorulara cevap verebilir?
Ekibin topladığı verilerden yapılacak daha çok bilim var.
İlginç bir araştırma yolu, Yay A*’yı çevreleyen gazın ışık hızına yakın bir hızla hareket etmesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Yay A* nispeten küçüktür ve madde içine çok yavaş damlar – eğer bir insan büyüklüğünde olsaydı, her milyon yılda bir tek pirinç tanesi kütlesini tüketirdi. Ancak birçok görüntü alarak, maddenin kara deliğin etrafındaki ve içindeki akışını gerçek zamanlı olarak izlemek mümkün olacaktır. Bu, astrofizikçilerin kara deliklerin maddeyi nasıl tükettiğini ve büyüdüğünü incelemesine izin verecektir.
Bir resim bin kelimeye bedeldir ve bu yeni resim şimdiden 10 bilimsel makale üretmiştir . Daha birçoğunun geleceğini tahmin ediyorum.