Ana sayfa 143. Sayı Galaksimizin merkezindeki kara deliğin manyetik alanı ortaya çıkartıldı

Galaksimizin merkezindeki kara deliğin manyetik alanı ortaya çıkartıldı

167
PAYLAŞ
Görselde galaksimizin merkezindeki kara delik, kendisini çevreleyen yığılmış sıcak madde diskiyle birlikte betimlenmiş. Mavi çizgiler manyetik alanı takip ediyor. Olay Ufku Teleskopu, ilk kez, kara deliğin olay ufkunun 6 katına (6 Schwarzschild yarıçapı) karşılık gelen bir çözünürlük değeri ile bu manyetik alanları ölçümledi. Bulgular disk bölgesindeki manyetik alanların iç içe geçmiş bir spagettiyi andıracak şekilde sarmallardan ve karışık çevrimlerden meydana gelen bir düzensizlik içerisinde olduğunu gösteriyor. Diğer bölgeler ise, bunun aksine, çok daha düzenli bir motife sahip. Bu bölgeler büyük ihtimalle jetlerin (dar ve sarı bir şerit ile gösterilmiş) gerçekleştiği kısımlar. Kaynak: M. Weiss/CfA

Çeviren: Cem Oran

Kara delik denilince çoğu kişinin aklına, yeterince yakınından geçen her şeyi yutan devasa bir vakum makinesi gelir. Fakat galaksilerin merkezinde bulunan süper kütleli kara delikler, daha çok içlerine düşen maddenin enerjisini ışımaya dönüştüren kozmik motorları andırır. Bu tür kara deliklerin yaptığı ışıma, çevresindeki yıldızların yaydığı toplam ışığı gölgede bırakacak ölçüde fazladır. Kendi etrafında dönen kara delikler binlerce ışık yılı mesafelere erişen güçlü jetler üretir. Bugüne kadar yapılan teorik çalışmalar bu tür kara delik motorlarının manyetik alanlar tarafından beslendiğini öngörüyordu. Astronomlar ilk kez, galaksimizin merkezinde bulunan kara deliğin olay ufkunun hemen dışındaki manyetik alanı tespit etmeyi başardı.

Bu ayın başında yayımlanan makalenin başyazarı Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi’nden (CfA) Michael Johnson konuyla ilgili olarak “Bu manyetik alanları anlamak kritik öneme sahip. Şimdiye kadar hiç kimse olay ufku yakınlarındaki manyetik alanları tespit etmeyi başaramamıştı” diyor. Çalışmanın sonuçları 4 Aralık’da Science dergisinde yayımlandı.

Baş araştırmacı ve MIT’e ait Haystack Gözlemevi’nin yardımcı yöneticisi Shep Doeleman, “Bu manyetik alanların varlığı (teorik olarak) öngörülmüştü, fakat daha önce kimse bunları gözlemlemeyi başaramadı. Elde ettiğimiz veriler on yıllardır gerçekleştirilen teorik çalışmaları sağlam bir gözlemsel temele oturttu” diyor.

Çalışmada Olay Ufku Teleskopu’yla (EHT) elde edilen veriler kullanıldı. Birbirleriyle eşgüdümlü olarak çalışan küresel bir radyo teleskop ağı olan EHT, bu haliyle 15 mikro yay-saniye hassasiyete sahip, Dünya boyutlarında dev bir teleskop gibi düşünülebilir (1 yay-saniye bir derecenin 1/3600’üne karşılık gelir ve 15 mikro yay-saniye hassasiyet demek, Ay yüzeyindeki bir golf topunu görebilmeye eşdeğerdir).

Kara delikler evrendeki en yoğun cisimler olduğundan bu ölçüde hassas ölçüm yapabilmek şart. Samanyolu’nun merkezinde bulunan Sagittarius A (Sgr A*) 4 milyon Güneş kütlesine sahip olmasına rağmen, olay uykunun genişliği sadece 8 milyon mil; yani Merkür’ün yörüngesinden daha küçük. Sgr A*’ın 25.000 ışık yılı uzağımızda bulunduğunu hesaba kattığımızda bu durum, olay ufkunun boyutlarının sadece 10 mikro yay-saniyeye karşılık geldiği anlamına geliyor; yani inanılmaz derecede küçük. Neyse ki, kara deliğin yoğun kütleçekimi ışığı bükerek mercek etkisi yaratıyor ve bu sayede gökyüzünde daha büyük görünmesini sağlıyor. Yaklaşık 50 mikro yay-saniye genişliğindeki bu değer, EHT’nin rahatlıkla ayırt edebileceği düzeyde.

Çalışmayı gerçekleştiren ekip, EHT’nin 1,3 mm’lik dalga boyunda elde edilen gözlem verilerini kullanarak ışığın doğrusal polarizasyonunu ölçtü. Güneş ışığı, Dünya atmosferinde yansıma nedeniyle doğrusal olarak polarize olur (Aynı mantıkla ışığı engellemek ve parlamayı düşürmek için güneş gözlükleri de polarizedir). Sgr A*’ın durumunda ise polarize olmuş ışık, manyetik alan çizgileri etrafında spiral çizen elektronlar tarafından yayınlanır. Bunun sonucunda ışık direkt olarak manyetik alanı takip eder.

Yakınındaki maddelerin oluşturduğu bir yığılma diskiyle çevrili olan Sgr A*’ı gözlemleyen ekip, kara deliğe yakın bazı bölgedeki manyetik alanların iç içe geçmiş bir spagettiyi andıracak şekilde sarmallardan ve karışık çevrimlerden meydana gelen bir düzensizlik içerisinde olduğunu keşfetti. Diğer bölgelerin ise, bunun aksine, çok daha düzenli bir motife sahip olduğu göründü. Bu bölgeler büyük ihtimalle jetlerin gerçekleştiği kısımlar.

Diğer bir bulgu ise manyetik alanın 15 dakika gibi kısa bir zaman ölçeğinde, dalgalanmalar gösterdiği.

Johnson bu konuda “Galaksimizin merkezi, bir kez daha tahmin ettiğimizden daha dinamik bir yer olduğunu bize gösterdi. Bu manyetik alanlar her yerde dans ediyor” diyor.

Gözlemler yapılırken 3 farklı coğrafik bölgede bulunan astronomi kuruluşundan yararlanıldı: İkisi de Hawaii – Mauna Kea’ da bulunan SMA (Submillimeter Array) ve James Clerk Maxwell Teleskopu, Arizona – Mt. Graham’da bulunan SMT (Submillimeter Telescope) ve Kaliforniya – Bishop’ta bulunan CARMA (Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy). EHT’nin Dünya çapındaki radyo çanağı sayısı arttırılarak bir kara deliğin olay ufkunu direkt olarak görüntüleme olanağını sağlayacak çözünürlük değerlerine ulaştırılması hedefleniyor.

Doeleman bununla ilgili olarak “Dünya ebatlarına yayılmış bir teleskopun inşası için tek yol biliminsanlarının küresel olarak birlikte çalışmasından geçiyor. Elde edilen bu bilimsel sonuçlarla birlikte EHT ekibi, astronominin merkezi bir paradoksunu çözmeye bir adım daha yaklaşmıştır: Neden kara delikler çok parlak?” diye ekliyor.