Bu sanatçının illüstrasyonu, galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara deliğin ve onu çevreleyen malzemenin bir kesitini gösteriyor. Merkezdeki siyah küre, kara deliğin olay ufkunu, hiçbir şeyin, hatta ışığın bile kaçamayacağı geri dönüşü olmayan noktayı temsil ediyor. Bu çizimde gösterildiği gibi, dönen kara deliğe yandan bakıldığında, onu çevreleyen uzay-zamanın Amerikan futbolu şeklinde olduğu görülüyor. Her iki taraftaki sarı-turuncu malzeme, kara deliğin etrafında dönen gazı temsil ediyor. Bu malzeme kaçınılmaz olarak kara deliğe doğru dalıyor ve futbol şeklinin içine düştüğünde olay ufkunu geçiyor. Futbol şeklinin içinde ancak olay ufkunun dışında kalan alan bu nedenle bir boşluk olarak tasvir edilmiştir. Mavi lekeler, dönen kara deliğin kutuplarından uzağa ateş eden jetleri gösteriyor. Katkıda bulunanlar: NASA/CXC/M.Weiss
- Yeni bir çalışma, hastalığın ne kadar hızlı olduğu sorusunun çözümüne yardımcı olabilir. Samanyolusüper kütleli Kara delik dönüyor.
- Yay A* (Sgr A*) olarak bilinen kara delik, Güneş’in yaklaşık 4 milyon katı kütleye sahip.
- Kullanma NASAChandra X-ışını Gözlemevi ve NSF’nin Çok Büyük Dizisi tarafından yürütülen bu çalışma, Sgr A*’nın çok hızlı döndüğünü ortaya çıkardı.
- Bu yüksek dönüş, Sgr A* etrafındaki uzay-zamanı büküyor, dolayısıyla Amerikan futbolu şeklinde görünüyor.
Bu sanatçının çizimi, galaksimizin merkezinde bulunan Yay A* (Sgr A* olarak kısaltılır) adı verilen süper kütleli kara deliğe ilişkin yeni bir çalışmanın bulgularını tasvir ediyor. Bu sonuç, Sgr A*’nın o kadar hızlı döndüğünü ve uzay-zamanı (yani zamanı ve uzayın üç boyutunu) büktüğünü ve böylece daha çok bir futbol topuna benzediğini buldu.
Bu sonuçlar NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi ve NSF’nin Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi (VLA) ile yapıldı. Bir araştırmacı ekibi, aşağıdakileri kullanan yeni bir yöntem uyguladı: Röntgen ve malzemenin kara deliğe doğru ve kara delikten uzaklaşma şekline bağlı olarak Sgr A*’nın ne kadar hızlı döndüğünü belirlemek için radyo verileri. Sgr A*’nın mümkün olan maksimum değerin yaklaşık %60’ı olan bir açısal hızla ve mümkün olan maksimum değerin yaklaşık %90’ı olan bir açısal momentumla döndüğünü buldular.
Kara deliklerin iki temel özelliği vardır: kütleleri (ağırlıkları) ve dönüşleri (ne kadar hızlı döndükleri). Bu iki değerden herhangi birinin belirlenmesi, bilim adamlarına herhangi bir kara delik ve onun nasıl davrandığı hakkında çok şey anlatır. Geçmişte gökbilimciler, Sgr A*’nın dönüş hızına ilişkin farklı teknikler kullanarak birkaç başka tahminde bulunmuşlardı; sonuçlar Sgr A*’nın hiç dönmemesinden neredeyse maksimum hızda dönmesine kadar değişiyordu.
Yeni çalışma, Sgr A*’nın aslında çok hızlı döndüğünü ve bunun da etrafındaki uzay-zamanın sıkışmasına neden olduğunu öne sürüyor. Şekilde Sgr A*’nın bir kesiti ve bir disk içinde onun etrafında dönen malzeme gösterilmektedir. Merkezdeki siyah küre, kara deliğin olay ufku olarak adlandırılan, hiçbir şeyin, hatta ışığın bile kaçamayacağı, geri dönüşü olmayan noktayı temsil ediyor.
Bu çizimde gösterildiği gibi, dönen kara deliğe yandan bakıldığında, etrafını saran uzay-zamanın futbol topu şeklinde olduğu görülür. Dönüş ne kadar hızlı olursa futbol o kadar düz olur.
Her iki taraftaki sarı-turuncu malzeme, Sgr A* etrafında dönen gazı temsil eder. Bu malzeme kaçınılmaz olarak kara deliğe doğru dalıyor ve futbol şeklinin içine düştüğünde olay ufkunu geçiyor. Futbol şeklinin içinde ancak olay ufkunun dışında kalan alan bu nedenle bir boşluk olarak tasvir edilmiştir. Mavi lekeler, dönen kara deliğin kutuplarından uzağa ateş eden jetleri gösteriyor. Kara deliğe yukarıdan bakıldığında, jetin namlusu boyunca uzay-zamanın dairesel bir şekil olduğu görülüyor.
Yay A* ve çevresinin Chandra X-ışını görüntüsü. Kredi: NASA/CXC/Üniv. Wisconsin/Y.Bai ve ark.
Bir kara deliğin dönüşü önemli bir enerji kaynağı görevi görebilir. Dönen süper kütleli kara delikler, dönme enerjileri çıkarıldığında jetler gibi paralelleştirilmiş çıkışlar üretir; bu, kara deliğin yakınında en azından bir miktar maddenin bulunmasını gerektirir. Sgr A* çevresindeki sınırlı yakıt nedeniyle, bu kara delik son bin yılda nispeten zayıf jetlerle nispeten sessiz kaldı. Ancak bu çalışma, Sgr A* yakınındaki malzeme miktarının artması durumunda bunun değişebileceğini göstermektedir.
Sgr A*’nın dönüşünü belirlemek için yazarlar, kara deliğin dönüşü ile kütlesi arasındaki ilişkiyi, kara deliğin yakınındaki maddenin özelliklerini detaylandıran ve “dışarı akış yöntemi” olarak adlandırılan ampirik temelli bir teknik kullandılar. çıkış özellikleri. Koşutlandırılmış dışarı akış radyo dalgalarını üretirken, kara deliği çevreleyen gaz diski X-ışını emisyonundan sorumludur. Bu yöntemi kullanarak araştırmacılar, kara deliğin dönüşünü sınırlamak için Chandra ve VLA’dan elde edilen verileri diğer teleskoplardan elde edilen kara deliğin kütlesine ilişkin bağımsız bir tahminle birleştirdi.
Ruth Daly (Penn State Üniversitesi) liderliğindeki bu sonuçları açıklayan makale, Ocak 2024 sayısında yayınlandı. Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri.
Referans: Ruth A Daly, Megan Donahue, Christopher P O’Dea, Biny Sebastian, Daryl Haggard ve Anan Lu, 21 Ekim 2023, “Yay A* için çıkış yöntemiyle elde edilen yeni kara delik dönüş değerleri”, Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stad3228
Diğer yazarlar Biny Sebastian (Manitoba Üniversitesi, Kanada), Megan Donahue (Michigan Eyalet Üniversitesi), Christopher O’Dea (Manitoba Üniversitesi), Daryl Haggard (McGill Üniversitesi) ve Anan Lu’dur (McGill Üniversitesi).
NASA’nın Marshall Uzay Uçuş Merkezi Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi’nin Chandra X-ışını Merkezi, Cambridge, Massachusetts’teki bilim operasyonlarını ve Burlington, Massachusetts’teki uçuş operasyonlarını kontrol ediyor.