Galaksimizin merkezinde Sgr A* adı verilen süper kütleli bir kara delik bulunmaktadır. Gökbilimciler onun varlığından uzun zamandır haberdardı ve hatta 2022’de görüntüleyebildiler, ancak büyüklüğü ve aktivitesine ilişkin doğru ölçümler elde etmenin zor olduğu kanıtlandı.
Yeni verilere göre Max Planck Enstitüsü’nden bir grup gökbilimci, Sgr A*’nın kütlesini ve yarıçapını yüksek doğrulukla belirlemeyi başardı.
Sgr A*’nın kütlesinin 4.297 milyon güneş kütlesi olduğu ve yörünge yarıçapının Venüs’ün Güneş etrafındaki yörünge yarıçapından daha az olduğu tespit edildi. Ekip bu parametreleri kara deliğin yörüngesindeki parlayan gazı inceleyerek belirledi.
Ana yöntem, Avrupa Güney Gözlemevi’nin Son Derece Büyük Teleskop Girişim Ölçerinden (VLTI) elde edilen verileri incelemekti. Bilim adamları günde bir veya iki kez meydana gelebilecek parlak elektromanyetik radyasyon patlamalarını gözlemlediler. Bu işaret fişekleri gökbilimcilerin Sgr A* etrafındaki gaz hareketini takip etmelerine olanak sağladı.
Ekip ayrıca 2018, 2021 ve 2022’de gözlemlenen salgınlardan elde edilen verileri de analiz etti. Birleştirilen veriler, araştırmacıların kara deliğin kütlesini yüksek hassasiyetle tahmin etmelerine ve kara deliğin kütlesine ilişkin yeni, bağımsız ölçümler sağlamalarına olanak sağladı. Bu sonuçlar önceki tahminlerle tutarlıdır.
Önceki ölçümler Sgr A* çevresindeki yıldızların yörünge yörüngelerine dayanıyordu ancak bu yöntemdeki sorun, yıldızların yeni çalışmada gözlemlenen parlamalardan çok daha uzakta olması ve önceki sonuçların teknik olarak daha az güvenilir olmasıydı.
Araştırmacılar Sgr A*’nın kütlesini hesaplamak için yerçekimsel yarıçap verilerini kullandılar. Bir nesnenin yer çekimi yarıçapı, nesneye olan radyal mesafeyle ilişkilidir, bu değer, nesnenin kütlesiyle orantılı olmalıdır. Sgr A* için yarıçap, kara deliğin merkezinden evren ile kara deliğin içindekiler arasındaki sınır olan olay ufkuna kadar olan mesafedir. Olay ufkunun ötesinde ışık bile kara deliğin güçlü çekim kuvvetine maruz kalır.
Hesaplamalar, Sgr A* yerçekimi yarıçapının yaklaşık 0,1 astronomik birim olduğunu göstermiştir; bu, Dünya’dan Güneş’e olan mesafenin onda biri kadardır. Bu küçük bir miktar gibi görünse de aslında oldukça büyüktür; Güneş’in çekim yarıçapı yaklaşık 3 kilometredir. Bu, Güneş’in kara delik olabilmesi için küçülmesi gereken boyuttur.
“Nesneden yalnızca birkaç yerçekimsel yarıçap uzaklıktaki parlamaları gözlemleyerek elde ettiğimiz kütle, birkaç bin yerçekimsel yarıçaptaki yıldızların yörüngelerinden ölçülen değerlerle tutarlıdır. Bu, Samanyolu’nun merkezinde tek bir kara delik olduğu varsayımını güçlendiriyor” dedi Max Planck Enstitüsü’ndeki teorik modellemeden sorumlu Diogo Ribeiro.
Araştırmacılar aynı zamanda bu ölçümlerin Galaktik merkezdeki yapıların oluşumu hakkında ne gibi bilgiler sağlayabileceğiyle de ilgileniyorlar. Çalışmaya katılan Antonia Drescher’e göre işaret fişeklerinin yörüngelerinin yönelimi, kara delikten çok daha uzakta bulunan bir yıldız diskiyle fiziksel bir bağlantıya işaret ediyor.
Drescher, “İşaret fişeklerinin tekrarlanan ve benzer davranışı, saat yönünde bir hareket gösteriyor; hepsi benzer bir yarıçapa ve benzer bir yörünge periyoduna sahip.” dedi.
Ekip, işaret fişeklerinden toplanan verilerin aynı zamanda bilim camiasına kara deliğin dönüşü hakkında da bir sır olarak kalan bilgi sağlamasını umuyor.