Dev Kara Delik M87’nin döndüğü kanıtlandı

Gökbilimciler bir kara deliğin döndüğüne dair ilk doğrudan bulguya ulaştılar. Üstelik bu durum, Einstein’ın görelilik kuramını bir kez daha doğruluyor.

Yeni keşif, komşu Messier 87 galaksisinin merkezinde yer alan güneş sistemi boyutundaki kara delikten çıkan güçlü enerji akımlarının incelenmesiyle yapılmış. M87 adlı bu kara delik, üzerinde şimdiye kadar en çok çalışılan ve 2019 yılında ilk kez doğrudan görüntülenen kara delik.

Astrofizikçiler kara deliklerin döndüğünü uzun zamandır tahmin ediyordu fakat bu kozmik canavarları görüntülemenin güç olması, şimdiye dek bulguya ulaşmayı zorlaştırmıştı. Araştırmacıların yeni bulguları üç gün önce Nature bülteninde yayımlandı.

Japonya Ulusal Gökbilim Gözlemevinde çalışan gökbilimci Kazuhiro Hada, “Bu galaksinin içindeki kara deliğin başarıyla görüntülenmesinden sonra, kara deliğin dönüp dönmediği bilim insanları arasında en çok merak edilen sorulardan biri olmuştu” diyor. “Şimdiyse beklentiler gerçeğe döndü ve bu canavar kara deliğin aslında döndüğü ortaya çıktı.”

Kara deliklerin o kadar kuvvetli bir kütleçekim etkisi var ki, kocaman ağızlarından hiçbir şey (ışık bile) kaçamıyor. Fakat bu durum görülemeyecekleri anlamına gelmiyor çünkü aktif kara deliklerin etrafında toplanma diski bulunuyor. Bunlar, gaz bulutları ve yıldızlardan ayrılarak kara deliklerin ağızlarına doğru giderken oluşan sürtünmeyle kızgın sıcaklıklara ulaşan dev madde bulutları.

Bu maddenin bir kısmı dışarı fırlıyor ve vakaların yaklaşık onda birinde, ışık hızının %99,9’u kadar hızla giden iki tane sıcak madde akımı oluşuyor. Kara delik jetlerinin bu hıza ulaşmak için gereken muazzam enerjiyi nasıl kazandığı bilinmiyor ancak Einstein’ın genel görelilik kuramını kullanan fizikçiler, kara deliğin ekseni etrafında hızla dönmesi halinde bu maddenin kara delikteki manyetik alanlardan enerji kazandığını ileri sürüyor.

Kara delikler bu dönme hareketinin bir kısmını, muhtemelen yıldız oldukları dönemde kazanmış olabilirler. Fakat araştırma ekibi, M87’nin merkezindeki devasa kara deliğin dönmesinin başka bir kaynağı daha olabileceğini düşünüyor: Bu da küçük karadeliği yutan büyük karadeliğin dönmesi.

Hada ve meslektaşları, M87’nin merkezindeki karadeliği incelemek için Event Horizon Telescope (EHT) adlı uluslararası bir proje olan ve dünyanın her yerinden sekiz radyo teleskopunu birleştiren devasa bir sanal teleskopu kullanmışlar. Bu teleskop sayesinde araştırma ekibi, M87’nin merkezindeki karadeliği ilk kez görüntülemeyi başarmıştı.

EHT’nin görüntülediği kara delik, 6,5 milyar güneş kütlesine sahip ve yaklaşık 40 milyar kilometre çapında. Bu da güneş sistemimizin çapının yaklaşık dört katı demek. Bu kara deliğin etrafındaki toplanma diski ise yaklaşık 100 milyar kilometre çapında.

Araştırmacılar, EHT’nin görüntülediği kara delikten çıkan jetlerin, kara deliğin dönmesiyle bağlantılı olduğunu göstermek için, 2009 ile 2017 yılları arasında M87’yi gözlemleyen başka bir teleskop olan Very Long Baseline Array (VLBA) adlı radyo teleskop ağından gelen verileri de kullandılar.

VLBA, EHT’den daha az çözünürlüğe sahip olsa da, M87’nin merkezindeki karadeliğin jetlerini daha uzun süre boyunca izleyebiliyor. Bu sayede araştırmacılar, jetlerin hareketini ve şeklini daha detaylı bir şekilde analiz edebildiler.

Araştırma ekibinin yaptığı analize göre, M87’nin merkezindeki karadeliğin jetleri, kara deliğin dönme ekseniyle aynı yönde dönüyor. Bu da kara deliğin dönmesinin, jetlerin enerjisini arttırdığına işaret ediyor.

Hada, “Bu bulgu, kara deliklerin dönmesinin, jetlerin enerjisini arttırabileceği fikrini doğruluyor” diyor. “Bu da kara deliklerin dönmesinin, evrenimizdeki en güçlü enerji kaynaklarından biri olduğunu gösteriyor.”

Araştırma ekibinin bulguları, Einstein’ın genel görelilik kuramını da destekliyor. Bu kurama göre, kara deliklerin dönmesi, etraflarındaki uzay-zaman dokusunu da döndürüyor. Bu da jetlerin enerjisini ve hızını etkiliyor.

Hada ve meslektaşları, M87’nin merkezindeki karadeliğin jetlerinin hızının ve enerjisinin, genel görelilik kuramının öngördüğü değerlere uyduğunu buldular. Bu da kara deliklerin dönmesinin, uzay-zaman dokusunu nasıl etkilediğine dair ilk doğrudan kanıt olabilir.

Hada, “Bu çalışma, EHT’nin görüntülediği kara delikten çıkan jetlerin incelenmesinin, genel görelilik kuramını test etmek için yeni bir yol sunabileceğini gösteriyor” diyor. “Bu da evrenimizin en gizemli nesnelerinden birini anlamak için yeni bir pencere açıyor.”