Gökbilimciler, galaksimizin kalbindeki kara deliğin görüntüsünü elde ettiler

Avrupa Güney Gözlemevi (ESO) genel merkezinde ve dünyanın dört bir yanındaki eş zamanlı basın toplantılarında, gökbilimciler Samanyolu galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara deliğin ilk görüntüsünü tanıttılar.

Bu sonuç, cismin gerçekten bir kara delik olduğuna dair ezici bir kanıt sağlıyor ve çoğu galaksinin merkezinde yer aldığı düşünülen bu tür devlerin çalışmaları hakkında değerli ipuçları veriyor. Görüntü, dünya çapında bir radyo teleskop ağından gözlemler kullanılarak Olay Ufku Teleskopu (EHT) adlı küresel bir araştırma ekibi tarafından üretildi.

Görüntü, galaksimizin tam merkezinde bulunan devasa nesneye uzun zamandır beklenen bir bakıştı. Bilim insanları daha önce Samanyolu’nun merkezinde görünmez, kompakt ve çok büyük bir şeyin etrafında dönen yıldızları görmüşlerdi.

Bu durum, Sagittarius A* (Sgr A*) olarak bilinen bu nesnenin bir kara delik olduğunu kuvvetle muhtemel olarak gösteriyordu ve bugünün görüntüsü bunun ilk doğrudan görsel kanıtını sağlamış oldu.

Kara deliğin kendisini, tamamen karanlık olduğu için göremememize rağmen, etrafındaki parlayan gaz, belirgin bir imza ortaya koyar: parlak halka benzeri bir yapı ile çevrili karanlık bir merkezi bölge (gölge denir). Yeni görüntü, Güneşimizden dört milyon kat daha büyük olan kara deliğin güçlü çekim gücü tarafından bükülen ışığı yakaladı.

EHT Projesinden astrofizikçi Geoffrey Bower, “Yüzüğünün boyutunun Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi’nden gelen tahminlerle ne kadar iyi uyuştuğuna şaşırdık” dedi.  “Amacımız Galaksimizin tam merkezinde neler olduğunu anlamak ve bu dev kara deliklerin çevreleriyle nasıl etkileşime girdiğine dair yeni bilgiler sunmak” diye devam etti.

Kara delik Dünya’dan yaklaşık 27 bin ışık yılı uzaklıkta olduğu için, bize gökyüzünde Ay’daki bir çörek ile aynı büyüklükte görünüyor. Bunu görüntülemek için ekip, gezegendeki mevcut sekiz radyo gözlemevini “Dünya boyutunda” tek bir sanal teleskop oluşturarak birbirine bağlayan güçlü EHT’yi yarattı.

EHT, Sgr A*’yı 2017 yılında birden fazla gecede gözlemledi ve bir kamerada uzun pozlama süresi kullanmaya benzer şekilde art arda saatlerce veri topladı. Diğer tesislere ek olarak, EHT radyo gözlemevleri ağı, Şili Atacama Çölü’ndeki Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) ve Atacama Pathfinder Experiment’i (APEX) içermektedir.

ESO Genel Müdürü Xavier Barcons, “ESO’nun kara deliklerin ve özellikle de Sgr A*’nın gizemlerini çözmede bu kadar önemli bir rol oynaması çok heyecan verici. ESO sadece ALMA ve APEX tesisleri aracılığıyla EHT gözlemlerine katkıda bulunmakla kalmadı, aynı zamanda Şili ve Avrupa’daki diğer gözlemevleri ile Galaktik merkeze ilişkin önceki çığır açan gözlemlerden bazılarını da mümkün kıldı” dedi.

EHT’nin bu başarısı ve işbirliği, daha uzaktaki Messier 87 galaksisinin merkezindeki M87* adlı bir kara deliğin ilk görüntüsünün 2019 yılında yayımlanmasını takip etmiş oluyor. Galaksimizin kara deliği M87*’den bin kat daha küçük ve daha az kütleli olmasına rağmen, iki karadelik oldukça benzer görünüyor.

EHT Bilim Konseyi Eş Başkanı ve teorik astrofizik profesörü Sera Markoff, “tamamen farklı iki tür gökadamız ve çok farklı iki kara delik kütlesine sahibiz, ancak bu kara delikler kenarlarına yakın yerlerde inanılmaz derecede birbirine benziyor.”

“Bu bize, Genel Göreliliğin bu nesneleri yakından yönettiğini ve daha uzakta gördüğümüz tüm farklılıkların kara delikleri çevreleyen materyaldeki farklılıklardan kaynaklanması gerektiğini söylüyor” dedi.

Arizona Üniversitesi Veri Bilimi Enstitüsü’nden EHT bilimcisi Chi-kwan (‘CK’) Chan şöyle açıklıyor: “Kara deliklerin çevresindeki gaz aynı hızda neredeyse ışık kadar hızlı hareket ediyor (hem Sgr A* hem de M87* civarında).” 

“Ancak gazın daha büyük olan M87*’yi yörüngeye oturtması günler ila haftalar alırken, çok daha küçük olan Sgr A*’da bir yörüngeyi yalnızca dakikalar içinde tamamlıyor.  EHT İşbirliği bunu gözlemlerken Sgr A* çevresindeki gazın parlaklığının ve düzeninin hızla değiştiği anlamına geliyor.”

M87*, neredeyse tüm görüntülerin aynı göründüğü daha kolay ve sabit bir hedef iken, Sgr A* için durum böyle değildi. Sgr A* kara deliğinin görüntüsü, ekibin çıkardığı farklı görüntülerin ortalamasıdır ve sonunda galaksimizin merkezinde gizlenen devi ilk kez ortaya çıkarttı.

Bu çaba, EHT İşbirliğini oluşturan dünya çapında 80 enstitüden 300’den fazla araştırmacının yaratıcılığı sayesinde mümkün oldu. Ekip, Sgr A* görüntülemenin zorluklarının üstesinden gelmek için, beş yıl boyunca titizlikle çalıştı, verileri birleştirip analiz etmek için süper bilgisayarlar kullandı ve tüm bunları gözlemlerle karşılaştırmak için benzeri görülmemiş simüle edilmiş kara delikler kitaplığı derledi.

EHT bilimcisi Keiichi Asada, “Artık bu önemli sürecin nasıl çalıştığına dair yeni ipuçları elde etmek için bu iki süper kütleli kara delik arasındaki farkları inceleyebiliriz. Evrendeki süper kütleli karadeliklerin biri büyük ucunda ve diğeri küçük ucunda olmak üzere iki kara delik için görüntülerimiz var, bu nedenle çekim gücünün bu aşırı ortamlarda her zamankinden daha farklı nasıl davrandığını test edebiliriz” dedi.

EHT’deki ilerleme devam ediyor: Mart 2022’deki büyük bir gözlem kampanyası, her zamankinden daha fazla teleskop içeriyordu. EHT ağının devam eden genişlemesi ve önemli teknolojik yükseltmeler, bilim insanlarının yakın gelecekte kara delik filmlerinin yanı sıra daha da etkileyici görüntüleri paylaşmalarına olanak tanıyacaktır.