Bir kara deliğin etrafındaki parlayan gazın simülasyonu’ Kredi: Chris White, Princeton Üniversitesi
Görünüş aldatıcı olabilir. Akkor ampulden gelen ışık sabit görünür, ancak aslında saniyede 120 kez titrer. Beyin aldığı bilgilerin sadece ortalamasını algıladığı için bu titreme bulanıklaşır ve sürekli aydınlatma algısı sadece bir yanılsamadır.
Işık bir kara delikten kaçamazken, hızla yörüngede dönen gazın parlak parıltısı (M87’nin kara deliğinin 2019 görüntülerini hatırlayın) kendine özgü bir titremeye sahiptir. Yakın zamanda yayınlanan bir makalede Astrofizik Dergi Mektupları 17 Haziran’da Lena Murchikova, William D. Loughlin İleri Araştırma Enstitüsü Üyesi; Princeton Üniversitesi’nden Chris White; ve California Santa Barbara Üniversitesi’nden Sean Ressler, kendi galaksimizin merkezinin bugüne kadarki en doğru modelini oluşturmak için bu ince titremeyi kullanabildiler.[{” attribute=””>black hole—Sagittarius A* (Sgr A*)—providing insight into properties such as its structure and motion.
For the first time, researchers have shown in a single model the full story of how gas travels in the center of the Milky Way—from being blown off by stars to falling into the black hole. By reading between the proverbial lines (or flickering light), the team concluded that the most likely picture of black hole feeding in the galactic center involves directly infalling gas from large distances, rather than a slow siphoning off of orbiting material over a long period of time.
Murchikova, “Kara delikler kendi sırlarının bekçileridir” dedi. “Bu gizemli nesneleri daha iyi anlamak için doğrudan gözleme ve yüksek çözünürlüklü modellemeye bağımlıyız.”
Kara deliklerin varlığı yaklaşık 100 yıl önce Karl Schwarzschild tarafından Albert Einstein’ın yeni yerçekimi teorisine dayanarak tahmin edilmiş olsa da, araştırmacılar onları ancak şimdi gözlemler yoluyla araştırmaya başlıyorlar.
Ekim 2021’de Murchikova bir makale yayınladı içinde Astrofizik Dergi Mektupları, birkaç dakika yerine birkaç saniyelik zaman ölçeğinde karadelik titremesini incelemek için bir yöntem tanıtıyor. Bu ilerleme, titremesine dayalı olarak Sgr A*’nın özelliklerinin daha doğru bir şekilde ölçülmesini sağladı.
White, kara deliklerin (genel göreliliğin güçlü etkilerinin önemli olduğu) yakınındaki gaza ne olduğu ve bunun bize gelen ışığı nasıl etkilediği üzerine çalışıyor. Bir Astrofizik Dergisi yayın bu yılın başlarında bulgularından bazılarını özetliyor.
Ressler, Sgr A* çevresindeki gazın bugüne kadarki en gerçekçi simülasyonlarını oluşturmak için yıllarını harcadı. Bunu, yakındaki yıldızların gözlemlerini doğrudan simülasyonlara dahil ederek ve kara deliğe düşerken döktükleri malzemeyi titizlikle takip ederek yaptı. Son çalışması bir Astrofizik Dergisi Mektubu kağıt 2020’de.
Murchikova, White ve Ressler daha sonra Sgr A*’nın gözlenen titreme modelini kendi sayısal modelleri tarafından tahmin edilenlerle karşılaştırmak için bir araya geldi.
Murchikova, “Sonuç çok ilginç çıktı” dedi. “Uzun bir süre boyunca, kara deliğin etrafındaki gazın nereden geldiğini büyük ölçüde göz ardı edebileceğimizi düşündük. Tipik modeller, kara delikten biraz uzakta, kabaca halka şeklinde yapay bir gaz halkası hayal eder. Bu tür modellerin gözlemlerle tutarsız titreme kalıpları ürettiğini bulduk.”
Ressler’in yıldız rüzgar modeli, kara delikler tarafından tüketilen gazın orijinal olarak galaktik merkezin yakınındaki yıldızlar tarafından saçıldığı daha gerçekçi bir yaklaşım benimsiyor. Bu gaz kara deliğe düştüğünde, doğru titreme modelini yeniden üretir. “Model, bu özel fenomeni açıklamak amacıyla inşa edilmedi. Başarı hiçbir şekilde bir garanti değildi” dedi Ressler. “Yani, modelin yıllar süren çalışmalardan sonra bu kadar çarpıcı bir şekilde başarılı olduğunu görmek çok cesaret vericiydi.”
White, “Titremeyi incelediğimizde, kara deliğin yaydığı ışık miktarındaki değişiklikleri saniye saniye görebiliriz, tek bir gece boyunca binlerce ölçüm yaparız,” diye açıkladı. “Ancak bu bize gazın büyük ölçekli bir görüntüde olduğu gibi uzayda nasıl düzenlendiğini söylemiyor. Bu iki tür gözlemi birleştirerek, her birinin sınırlamalarını azaltmak ve böylece en gerçek resmi elde etmek mümkündür.”
Referans: Lena Murchikova, Christopher J. White ve Sean M. Ressler, 17 Haziran 2022, “Yıldız-rüzgar beslemeli Toplanma Akış Modeli ile Yay A* Milimetre-altı Değişkenliğinin Olağanüstü Yazışması”, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ac75c3