Kara deliklerden enerji elde etmenin başka bir yolu mu var?

Dönen bir kara deliğin çekim alanı güçlü ve tuhaftır. O kadar güçlü ki, uzayı ve zamanı kendi üzerine büküyor ve hareket ve dönüş gibi basit kavramların bile tersine dönmesi o kadar tuhaf ki. Bu kavramların nasıl gerçekleştiğini anlamak zordur, ancak gökbilimcilerin kara deliklerin nasıl bu kadar muazzam enerji ürettiğini anlamalarına yardımcı olurlar. Örneğin çerçeve sürükleme kavramını ele alalım.

Kara delikler, madde çökerek uzay-zamanın onu bir olay ufku içine hapsedecek kadar yoğun hale gelmesiyle oluşur. Bu, kara deliklerin alışık oldukları fiziksel nesneler olmadığı anlamına geliyor. Maddeden yapılmış değiller, daha ziyade maddenin bulunduğu yerin çekimsel izidirler.

Aynı şey dönen maddenin yerçekimsel çöküşü için de geçerlidir. Dönen bir kara delikten bahsettiğimizde, bu, olay ufkunun bir tepe gibi döndüğü anlamına gelmez; kara deliğin yakınındaki uzay-zamanın, bir zamanlar dönen maddenin kütleçekimsel yankısına dönüştüğü anlamına gelir. İşlerin tuhaflaştığı yer burası.

Diyelim ki bir topu kara deliğe düşürdünüz. Yörüngede dönmüyor veya dönmüyor, yalnızca aşağı doğru basit bir düşüş. Topun yolu, kara deliğe doğru düz bir çizgide düşmek yerine, düştükçe yörünge yoluna doğru kayacak ve kara deliğin etrafında yaklaştıkça daha hızlı hareket edecektir. Bu efekt, çerçeve sürükleme olarak bilinir. Kara deliğin “dönüşünün” bir kısmı, top serbest düşüşte olsa bile topa aktarılır. Top kara deliğe ne kadar yakınsa etki o kadar büyük olur.

Yakın zamanda kağıt şuraya gönderildi: arXiv ön baskı sunucusu, bu etkinin enerjiyi kara deliğin manyetik alanından yakındaki maddeye nasıl aktarabildiğini gösteriyor.

Kara delikler genellikle iyonize gaz ve tozdan oluşan bir birikim diskiyle çevrilidir. Diskin malzemesi kara deliğin yörüngesinde dönerken, malzemeyi aşırı ısıtabilen güçlü bir manyetik alan oluşturabilir. Bu manyetik alan tarafından üretilen gücün çoğu yörünge hareketinden kaynaklansa da, çerçevenin sürüklenmesi ekstra bir etki yaratabilir.

Esasen, bir kara deliğin manyetik alanı, birikim diskinin toplu hareketi tarafından üretilir. Ancak çerçeve sürükleme sayesinde diskin iç kısmı olması gerekenden biraz daha hızlı hareket ederken, dış kısım biraz daha yavaş hareket eder. Aralarındaki bu göreceli hareket, iyonize maddenin manyetik alana göre hareket ettiği ve bir tür dinamo etkisi yarattığı anlamına gelir.

Kare sürükleme sayesinde kara delik beklediğinizden daha fazla elektromanyetik enerji yaratır. Bu etki yıldız kütleli kara delikler için küçük olsa da, süper kütleli kara delikler için o kadar büyüktür ki, kuasarlardaki etkiyi güç spektrumlarındaki boşluklardan görebiliriz.