Özel çekimler: “1ES 1927+654” çevresindeki alandan aniden parlak bir flaş yayıldı. Bu, Draco takımyıldızındaki bir galaksi veya süper kütleli bir kara deliktir. Arkasında ne var?
Mart 2018'de gökbilimciler ve fizikçiler, gökyüzünde yıldız patlamalarını otomatik olarak tarayan küresel bir teleskop sistemi olan ASAS-SN'den (Süpernovalar için Tüm Gökyüzü Otomatik Araştırması) alınan gökyüzü görüntülerinde çok sıra dışı bir fenomeni gözlemlediler.
“1ES 1927+654”ün etrafındaki alandan aniden parlak bir flaş yayıldı. Bu, Draco takımyıldızındaki bir galaksi veya süper kütleli bir kara deliktir, Dünya'dan yaklaşık 236 milyon ışıkyılı uzaklıkta ve güneşten bir milyon kat daha ağırdır.
Daha sonraki gözlemler, Avrupa Uzay Ajansı Esa'nın XMM-Newton uydu teleskopları ve ABD uzay ajansı Nasa'nın NICER uydu teleskoplarının yardımıyla yapıldı. Sonraki iki ay boyunca, kara deliğin radyasyon spektrumu önemli ölçüde değişti; bu durum, kara deliği çevreleyen dönen, sıcak bir plazma olan koronanın çöktüğünü akla getirdi.
Kara delik 2021 yılına kadar orijinal durumuna dönmedi. “Çok az şey yapmış ve birkaç yıllığına sönüp gitmiş olsa da hâlâ son derece parlaktı. Ancak çok güzel olduğu için izlemeye devam etmek zorundaydık” diye açıklıyor Cambridge, ABD'deki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT) fizik profesörü olan Erin Kara. “The Astrophysical Journal”da yer alacak ve şu anda incelenmekte olan güncel bir çalışmanın ortak yazarıdır ve şöyle devam eder: “Sonra daha önce hiç gözlemlenmemiş bir şey gördük.”
2022 yılında kara delik, 18 dakikalık aralıklarla X-ışını patlamaları yaymaya başladı. Flaşlar sonunda her yedi dakikada bir meydana gelene kadar, sonraki iki yıl boyunca frekans arttı. MIT yüksek lisans öğrencisi Megan Masterson, “Hiç bu kadar yıldırımın hızında bu kadar dramatik bir değişiklik görmemiştik” diyor. “Kesinlikle normal bir kara deliğe hiç benzemiyordu.”
Gittikçe hızlanan X-ışını darbelerinin kökenini bulmak için araştırmacılar çeşitli olasılıkları değerlendirdi. Gözleme ilişkin en olası açıklama, kara deliğin kenarı etrafında yüksek hızda dönen ve düzenli olarak X-ışınları yayan beyaz cüce olarak adlandırılan bir cüceydi.
Önce kırmızı dev, sonra beyaz cüce
Beyaz cüceler, kütlesi bir nötron yıldızı ya da kara delik olamayacak kadar küçük olan birçok yıldızın döngüsünün son aşamasıdır. Bundan önce, bu tür yıldızlar genellikle hidrojen çekirdeklerinin çoğunun helyuma dönüştüğü kırmızı devler aşamasından geçerler.
Dış katmanlarda hidrojen füzyonu devam ederken, çekirdekteki helyum da karbon ve oksijeni oluşturmak üzere kaynaşmaya devam ediyor ve yaşamın temel unsurlarını oluşturuyor. Sonunda çekirdek kendi yerçekimi altında çöker. Geriye kalan, Dünya büyüklüğünde ama Güneş'in ağırlığında bir beyaz cücedir.
Bu beyaz cüce, tıpkı bir huni deliğinin etrafında dönen bir bilye gibi, kara deliğin kenarına giderek daha fazla çekildiğinden, yörüngesi de giderek daha hızlı hale geliyor ve X-ışını darbeleri arasındaki mesafeler daralıyor. .
Bu yörüngeye sıkışan beyaz cücenin kaderi başlangıçta belirlenmiş gibi görünüyor. Çünkü bir süre sonra kara deliğin kenarından “düşmek” ve olay ufkunun arkasında kaybolmak zorunda kalacaktı; kara deliğin o karanlık, iç bölgesi, burada hiçbir şey, hatta ışık bile onun çekim kuvvetinden kaçamaz.
Ancak sonuçlarını Amerikan Astronomi Topluluğu'nun 245. toplantısında sunan MIT bilim adamlarının beyaz cüceden hâlâ umudu var. Çünkü kara deliğin kenarında çekme kuvvetleri o kadar büyüktür ki, kara deliğin bir kısmı defalarca koparak uçuruma doğru fırlatılır. Bu, roket motoruna benzer şekilde onu kenardan uzaklaştıran bir geri tepme yaratır.
Bu, yerçekimi ile Newton'un üçüncü etki ve tepki yasası arasında hassas bir dengeleme hareketi ile sonuçlanır. Araştırmacılar, yakında beyaz cücenin bir dönüm noktasına ulaşıp kara deliğin kenarından yeniden uzaklaşabileceğini söylüyor.
Ayrıca okuyun
Araştırmacıların gözlemlerine göre bu olay 2018 baharında ani bir ışık, ultraviyole ve X-ışını patlamasıyla ortaya çıktı. Daha sonra sinyal kayboldu ve koronadan gelen tipik X ışınları da azaldı.
1ES 1927+654'ün ortasındaki olağandışı aktivite artık dünya çapındaki araştırma gruplarının ilgisini çekti. Baltimore Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Eileen Meyer şunları hatırlıyor: “'Vay canına, bir şeyler oluyor' dedik. Çok heyecanlandık ve bulabildiğimiz her X-ışını teleskopunu bu radyasyonun kaynağını görmeye çalıştık.”
Yakın zamanda 2023'te yayınlanan bir çalışmada ekibi, kara deliğin etrafında sözde jet akımlarının oluşumunu gözlemledi ve normalde aylarca, hatta yıllarca beklemek zorunda kalacak dünyanın her yerindeki teleskoplara erişim sağlandı.
MIT ekibi, kara deliklerin en iç ortamındaki aşırı fiziksel süreçleri daha iyi anlamak için bu benzersiz sistemin gözlemlerine devam etmek istiyor. Astrofizikçiler, şu anda 2035 yılında “Ariane 6” roketiyle fırlatılması planlanan uzay ajansı Esa'nın uzay tabanlı yerçekimsel dalga dedektörü LISA ile büyük ilerleme kaydetmeyi umuyorlar. Kara delik ve beyaz cüce çiftinin yayması gereken yerçekimi dalgaları, tam olarak LISA'nın açıkça tespit edebileceği dalga boyu aralığındadır.
Mart 2018'de gökbilimciler ve fizikçiler, gökyüzünde yıldız patlamalarını otomatik olarak tarayan küresel bir teleskop sistemi olan ASAS-SN'den (Süpernovalar için Tüm Gökyüzü Otomatik Araştırması) alınan gökyüzü görüntülerinde çok sıra dışı bir fenomeni gözlemlediler.
“1ES 1927+654”ün etrafındaki alandan aniden parlak bir flaş yayıldı. Bu, Draco takımyıldızındaki bir galaksi veya süper kütleli bir kara deliktir, Dünya'dan yaklaşık 236 milyon ışıkyılı uzaklıkta ve güneşten bir milyon kat daha ağırdır.
Daha sonraki gözlemler, Avrupa Uzay Ajansı Esa'nın XMM-Newton uydu teleskopları ve ABD uzay ajansı Nasa'nın NICER uydu teleskoplarının yardımıyla yapıldı. Sonraki iki ay boyunca, kara deliğin radyasyon spektrumu önemli ölçüde değişti; bu durum, kara deliği çevreleyen dönen, sıcak bir plazma olan koronanın çöktüğünü akla getirdi.
Kara delik 2021 yılına kadar orijinal durumuna dönmedi. “Çok az şey yapmış ve birkaç yıllığına sönüp gitmiş olsa da hâlâ son derece parlaktı. Ancak çok güzel olduğu için izlemeye devam etmek zorundaydık” diye açıklıyor Cambridge, ABD'deki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT) fizik profesörü olan Erin Kara. “The Astrophysical Journal”da yer alacak ve şu anda incelenmekte olan güncel bir çalışmanın ortak yazarıdır ve şöyle devam eder: “Sonra daha önce hiç gözlemlenmemiş bir şey gördük.”
2022 yılında kara delik, 18 dakikalık aralıklarla X-ışını patlamaları yaymaya başladı. Flaşlar sonunda her yedi dakikada bir meydana gelene kadar, sonraki iki yıl boyunca frekans arttı. MIT yüksek lisans öğrencisi Megan Masterson, “Hiç bu kadar yıldırımın hızında bu kadar dramatik bir değişiklik görmemiştik” diyor. “Kesinlikle normal bir kara deliğe hiç benzemiyordu.”
Gittikçe hızlanan X-ışını darbelerinin kökenini bulmak için araştırmacılar çeşitli olasılıkları değerlendirdi. Gözleme ilişkin en olası açıklama, kara deliğin kenarı etrafında yüksek hızda dönen ve düzenli olarak X-ışınları yayan beyaz cüce olarak adlandırılan bir cüceydi.
Önce kırmızı dev, sonra beyaz cüce
Beyaz cüceler, kütlesi bir nötron yıldızı ya da kara delik olamayacak kadar küçük olan birçok yıldızın döngüsünün son aşamasıdır. Bundan önce, bu tür yıldızlar genellikle hidrojen çekirdeklerinin çoğunun helyuma dönüştüğü kırmızı devler aşamasından geçerler.
Dış katmanlarda hidrojen füzyonu devam ederken, çekirdekteki helyum da karbon ve oksijeni oluşturmak üzere kaynaşmaya devam ediyor ve yaşamın temel unsurlarını oluşturuyor. Sonunda çekirdek kendi yerçekimi altında çöker. Geriye kalan, Dünya büyüklüğünde ama Güneş'in ağırlığında bir beyaz cücedir.
Bu beyaz cüce, tıpkı bir huni deliğinin etrafında dönen bir bilye gibi, kara deliğin kenarına giderek daha fazla çekildiğinden, yörüngesi de giderek daha hızlı hale geliyor ve X-ışını darbeleri arasındaki mesafeler daralıyor. .
Bu yörüngeye sıkışan beyaz cücenin kaderi başlangıçta belirlenmiş gibi görünüyor. Çünkü bir süre sonra kara deliğin kenarından “düşmek” ve olay ufkunun arkasında kaybolmak zorunda kalacaktı; kara deliğin o karanlık, iç bölgesi, burada hiçbir şey, hatta ışık bile onun çekim kuvvetinden kaçamaz.
Ancak sonuçlarını Amerikan Astronomi Topluluğu'nun 245. toplantısında sunan MIT bilim adamlarının beyaz cüceden hâlâ umudu var. Çünkü kara deliğin kenarında çekme kuvvetleri o kadar büyüktür ki, kara deliğin bir kısmı defalarca koparak uçuruma doğru fırlatılır. Bu, roket motoruna benzer şekilde onu kenardan uzaklaştıran bir geri tepme yaratır.
Bu, yerçekimi ile Newton'un üçüncü etki ve tepki yasası arasında hassas bir dengeleme hareketi ile sonuçlanır. Araştırmacılar, yakında beyaz cücenin bir dönüm noktasına ulaşıp kara deliğin kenarından yeniden uzaklaşabileceğini söylüyor.
Ayrıca okuyun
Kas antrenmanını düşünürken yapılan hatalar
Araştırmacıların gözlemlerine göre bu olay 2018 baharında ani bir ışık, ultraviyole ve X-ışını patlamasıyla ortaya çıktı. Daha sonra sinyal kayboldu ve koronadan gelen tipik X ışınları da azaldı.
1ES 1927+654'ün ortasındaki olağandışı aktivite artık dünya çapındaki araştırma gruplarının ilgisini çekti. Baltimore Üniversitesi'nde fizik profesörü olan Eileen Meyer şunları hatırlıyor: “'Vay canına, bir şeyler oluyor' dedik. Çok heyecanlandık ve bulabildiğimiz her X-ışını teleskopunu bu radyasyonun kaynağını görmeye çalıştık.”
Yakın zamanda 2023'te yayınlanan bir çalışmada ekibi, kara deliğin etrafında sözde jet akımlarının oluşumunu gözlemledi ve normalde aylarca, hatta yıllarca beklemek zorunda kalacak dünyanın her yerindeki teleskoplara erişim sağlandı.
MIT ekibi, kara deliklerin en iç ortamındaki aşırı fiziksel süreçleri daha iyi anlamak için bu benzersiz sistemin gözlemlerine devam etmek istiyor. Astrofizikçiler, şu anda 2035 yılında “Ariane 6” roketiyle fırlatılması planlanan uzay ajansı Esa'nın uzay tabanlı yerçekimsel dalga dedektörü LISA ile büyük ilerleme kaydetmeyi umuyorlar. Kara delik ve beyaz cüce çiftinin yayması gereken yerçekimi dalgaları, tam olarak LISA'nın açıkça tespit edebileceği dalga boyu aralığındadır.