Gökbilimciler, ünlü bir gezegenin ilk doğrudan görüntüsünü yakaladılar. Kara delik 2019 yılında, varlığında parlayan malzeme sayesinde. Ancak birçok kara deliği tespit etmek aslında neredeyse imkansız. Şimdi, Hubble Uzay Teleskobu’nu kullanan başka bir ekip, nihayet kimsenin daha önce görmediği bir şey bulmuş gibi görünüyor: tamamen görünmez bir kara delik. Yapılan araştırma, çevrimiçi yayınlandı ve dergide yayınlanmak üzere gönderildi. Astrofizik Dergisihenüz hakem denetimine tabi tutulmamıştır.
Kara delikler, büyük yıldızlar öldükten ve çekirdekleri çöktükten sonra geriye kalanlardır. İnanılmaz derecede yoğunlar, yerçekimi o kadar güçlü ki, ışık dahil hiçbir şey onlardan kaçmak için yeterince hızlı hareket edemez. Gökbilimciler çalışmaya hevesli kara delikler, çünkü bize yıldızların nasıl öldüğü hakkında çok şey söyleyebilirler. Kara deliklerin kütlelerini ölçerek, yıldızların çekirdeklerinin çöktüğü ve dış katmanlarının dışarı atıldığı son anlarında neler olduğunu öğrenebiliriz.
Arka plan ışığı üzerinde mercek görevi gören bir kara delik kavramı.
Kara delikler tanımları gereği görünmez gibi görünebilir – sonuçta adlarını ışığı yakalama yetenekleriyle kazandılar. Ama yine de güçlü yerçekimleri sayesinde diğer nesnelerle etkileşimlerinden onları tespit edebiliriz. Yüzlerce küçük kara delik, diğer yıldızlarla etkileşime girme biçimleriyle tespit edildi.
Bu tür algılama için iki farklı yaklaşım vardır. İçinde “X-ışını ikili yıldızlar” – bir yıldızın ve bir kara deliğin X-ışınları üretirken ortak bir merkezin yörüngesinde döndüğü – bir kara deliğin yerçekimi alanı, arkadaşından malzeme çekebilir. Malzeme kara deliğin etrafında döner ve bunu yaparken sürtünmeyle ısınır. bu sıcak malzeme parlıyor kara deliğin içine çekilmeden ve kaybolmadan önce kara deliği görünür kılar. Ayrıca kara delik çiftlerini birleştiklerinde, içe doğru spiral çizerken ve uzay-zamanda dalgalanmalar olan kısa bir kütleçekimsel dalga parıltısı yayarlarken tespit edebilirsiniz.
Bir kara deliğin ilk görüntüsü. Kredi bilgileri: EHT
Bununla birlikte, hiçbir şeyle etkileşime girmeden uzayda sürüklenen ve tespit edilmelerini zorlaştıran birçok haydut kara delik vardır. Bu bir problem, çünkü izole edilmiş kara delikleri tespit edemezsek, o zaman hakkında bir şey öğrenemeyiz. nasıl oluştular ve geldikleri yıldızların ölümleri hakkında.
Yeni, karanlık ufuklar
Böyle görünmez bir kara deliği keşfetmek için, bilim adamları ekibinin birkaç yıl boyunca iki farklı gözlem türünü birleştirmesi gerekiyordu. Bu etkileyici başarı, önceden anlaşılması zor olan izole edilmiş kara delikler sınıfını bulmanın yeni bir yolunu vaat ediyor.
Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi büyük nesnelerin yanlarından geçerken ışığı kıracağını tahmin etti. Bu, görünmez bir kara deliğin çok yakınından geçen – ancak onun içine girecek kadar yakın olmayan – herhangi bir ışığın, bir mercekten geçen ışığa benzer şekilde büküleceği anlamına gelir. buna denir yerçekimi merceklenmesive ön plandaki bir nesne, arka plandaki bir nesneyle aynı hizaya gelip ışığını büktüğünde fark edilebilir. Yöntem, galaksi kümelerinden diğer yıldızların etrafındaki gezegenlere kadar her şeyi incelemek için zaten kullanılıyor.
Bu yeni araştırmanın yazarları, kara delik araştırmalarında iki tür kütleçekimsel merceklenme gözlemini birleştirdiler. Uzak bir yıldızdan gelen ışığın aniden büyüyerek normale dönmeden önce daha parlak görünmesini sağlamalarıyla başladı. Yine de yerçekimi mercekleme işlemi yoluyla büyütmeye neden olan ön plandaki herhangi bir nesneyi göremediler. Bu, nesnenin daha önce hiç görülmemiş bir şey olan yalnız bir kara delik olabileceğini düşündürdü. Sorun şu ki, aynı zamanda sönük bir yıldız da olabilirdi.
Bunun bir kara delik mi yoksa sönük bir yıldız mı olduğunu anlamak çok çalışma gerektirdi ve ikinci tür kütleçekimsel mercekleme gözlemleri burada devreye girdi. Yazarlar, Hubble ile altı yıl boyunca defalarca görüntü alarak yıldızın ne kadar uzağa hareket ettiğini ölçtüler. çünkü ışığı sapmıştı.
Sonunda bu, mercek etkisine neden olan nesnenin kütlesini ve mesafesini hesaplamalarını sağlar. Yaklaşık 5.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan Güneş’imizin kütlesinin yaklaşık yedi katı olduğunu buldular, ki bu kulağa çok uzak ama aslında nispeten yakın. O büyüklükte ve o kadar yakın bir yıldız bize görünür olmalıdır. Göremediğimiz için izole edilmiş bir kara delik olması gerektiği sonucuna vardılar.
Hubble gibi bir gözlemevinde bu kadar çok gözlem yapmak kolay değil. Teleskop çok popüler ve zamanı için çok fazla rekabet var. Ve bunun gibi bir nesneyi doğrulamanın zorluğu göz önüne alındığında, onlardan daha fazlasını bulma olasılığının çok iyi olmadığını düşünebilirsiniz. Şans eseri, astronomide bir devrimin başlangıcındayız. Bu, devam eden tesisler de dahil olmak üzere yeni nesil tesisler sayesinde Gaia araştırmasıve yaklaşan Vera Rubin Gözlemevive Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, gökyüzünün büyük bölümlerinin tekrarlanan ölçümlerini benzeri görülmemiş ayrıntılarla alacak.
Bu astronominin tüm alanları için çok büyük olacak. Gökyüzünün çok büyük bir kısmının düzenli, yüksek hassasiyetli ölçümlerine sahip olmak, çok kısa zaman dilimlerinde değişen şeyleri toplu olarak araştırmamıza izin verecektir. Asteroitler, süpernovalar olarak bilinen patlayan yıldızlar ve diğer yıldızların etrafındaki gezegenler gibi çeşitli şeyleri yeni yollarla inceleyeceğiz.
Görünmez kara deliklerin aranması söz konusu olduğunda, bu sadece bir tane bulmayı kutlamak yerine, yakında o kadar çok kara delik bulabiliriz ki, rutin hale gelebilir. Bu, yıldızların ölümü ve kara deliklerin oluşumu hakkındaki anlayışımızdaki boşlukları doldurmamıza izin verecek.
Nihayetinde, galaksinin görünmez kara delikleri saklanmayı çok daha zor bulmak üzere.
Tarafından yazılmıştır:
- Adam McMaster – Astronomi Yüksek Lisans Araştırma Öğrencisi (PhD), The Open University
- Andrew Norton – Astrofizik Eğitimi Profesörü, The Open University
Bu makale ilk olarak Konuşma.