Gökbilimciler Samanyolu’nun devasa kara deliğinin ilk görüntüsünü yakaladı


Samanyolu galaksisinin merkezinde, etrafındaki yıldızlar ve astronomların hayalleri üzerinde güçlü bir etki yaratan devasa, gizemli bir varlık var.

Şimdi bilim adamları, galaksimizin merkezindeki müthiş kuvvetin ilk fotoğrafına sahipler: 4 milyon güneş kütlesine sahip süper kütleli bir kara delik olan Sagittarius A*.

Perşembe günü açıklanan görüntü, dünyanın altı noktasındaki sekiz radyo gözlemevinden oluşan bir ağ tarafından ele geçirildi. Birlikte, evrendeki en gizemli ve şaşırtıcı nesnelerden bazılarını görmek için tasarlanmış, Dünya boyutunda bir teleskopun pratik eşdeğerini oluştururlar.

Bir kara deliğin fotoğrafını çekmek benzersiz bir başarıdır, çünkü karadeliğin en belirgin özelliği, yerçekimsel kavrayışındaki hiçbir şeyin – ışık da dahil olmak üzere – kaçamamasıdır.

Ancak gökbilimciler, olay ufku olarak bilinen halka şeklindeki sınırı ve bunun ötesinde, kara deliğin geri dönüşü olmayan noktasının kenarını çevreleyen aşırı ısınmış gaz ve bükülen ışıktan oluşan altın, puslu halkayı görebilirler.

“Kendi Samanyolu’muzun merkezindeki kara deliği görmekten daha güzel ne olabilir?” dedim Katie Boumanbir Caltech hesaplamalı görüntüleme profesörü ve uluslararası teleskop ekibinin bir üyesi.

Sonuçlar Astrofizik Dergi Mektuplarında bugün yayınlandı.

Kara delikler evrendeki en yoğun nesnelerdir. Dev bir yıldız, dramatik bir finalde patladığında süpernovaçöküşü, o kadar yoğun bir madde pıhtısı yaratır ki, kütleçekimi etrafındaki uzay ve zamanın dokusunu büker.

Bilim adamları uzun zamandır süper kütleli kara deliklerin bizimki de dahil olmak üzere her galaksinin merkezinde yer aldığından şüpheleniyorlardı. Ancak devasa boyutlarına rağmen, evrende bulunması zor bir varlıktırlar ve yalnızca etraflarındaki nesneler üzerindeki etkileriyle gözlemlenebilirler.

Hiçbir ışığın kaçamayacağı bir nesnenin görüntüsünü yakalamak, Olay Ufku Teleskobu konsorsiyum 2009 yılında yeniden mücadele etmek için yola çıktı. Bu çaba, dünya çapında 80 kurumda 300’den fazla bilim insanı ve mühendisin ortak çalışmasını içeriyor.

üretmek için on yıl sürdü kara deliğin ilk fotoğrafı, yaklaşık 55 milyon ışıkyılı uzaklıkta Messier 87 galaksisinin merkezinde bulunan (kara delik M87* olarak da bilinir). Olay ufku yaklaşık 25 milyar mil genişliğinde ve kabaca 6,5 ​​milyar Güneş’lik bir kütleye sahip.

Yay A* veya kısaca Sgr A* Dünya’dan yalnızca 27.000 ışıkyılı uzaklıkta olmasına rağmen, M87*’nin kütlesinin %0,1’inden daha azına sahiptir. Kendi galaksimizde elverişli bir konumda olmasaydı, fotoğrafını çekmek neredeyse imkansız olurdu. Bouman bunu Los Angeles’ta durup New York’ta bir tuz tanesinin fotoğrafını çekmeye benzetti.

“Umduğumuzdan daha nazik, daha işbirlikçi bir kara delik” dedi. Feryal Özel, bir Arizona Üniversitesi astronomu ve teleskop konsorsiyumunun kurucu üyesi. “Kara deliğimizi seviyoruz.”

Gerçekten de, resimler Einstein’ın genel görelilik teorisi için bugüne kadarki en güçlü kanıtı sağlıyor. Özellikle Sgr A* ile, olay ufkunu çevreleyen halkanın boyutu ve şekli, bilim adamlarının Einstein’ın teorisine dayanarak tahmin ettikleriyle dikkate değer ölçüde tutarlıdır.

Bouman, “Birçok yönden çok farklılar, ancak aynı yerçekimi teorisi aslında her iki görüntünün şeklini de açıklıyor” dedi. “Ve bu büyük bir sonuç. Aslında çok benzer görünmeleri çok heyecan verici.”

Messier 87 galaksisinin merkezindeki süper kütleli kara delikler, sol ve Samanyolu.

Soldaki süper kütleli kara delik, Messier 87 galaksisinin merkezinde yer alıyor. Sağdaki Samanyolu’muzun merkezinde.

(EHT İşbirliği)

A popüler sınıf modeli Bir kara deliğin görüntüsü, bu kozmik fenomeni görselleştirmenin kullanışlı bir yolunu sunar. Uzay-zamanın dokusunu plastik bir örtünün sıkıca çekildiğini ve Dünya’nın bir tenis topu merkezine düştüğünü hayal edin. Top, tıpkı nispeten mütevazı büyüklükteki gezegenimizin uzay-zamanda yaptığı gibi, filmde hafif bir eğri oluşturacaktır.

Ancak bir çelik bilye filmi çok daha fazla bükecektir. Top yeterince ağırsa, film o kadar çok sarkar ki, diğer nesneler kaçınılmaz olarak en ağır olana doğru yuvarlanır. Kara deliklerin zaman ve uzaya yaptığı şey budur.

Bouman, “Kara delikler, Hollywood’un onları tasvir etmeyi sevdiği büyük kozmik elektrikli süpürgeler değil” dedi.

Bouman, daha küçük ve daha az verimli olan Sgr A*’nın, evrendeki tipik kara deliğin ultra kütleli M87*’den daha iyi bir temsilcisi olma ihtimalinin daha yüksek olduğunu söyledi.

UCLA astronomu Andrea Ghez Sgr A*’yı keşfettiği için 2020’de Nobel Ödülü’ne layık görüldü. EHT’nin ürettiği görüntü, kendisinin ve meslektaşlarının bu galaksinin merkezinde olduğunu teorileştirdiği süper kütleli kara deliğe “dikkate değer ölçüde benziyordu”.

Ghez, “Olay ufkunun hemen dışında, kara deliğin etrafındaki bu ışık konsantrasyonunu görmeniz gerektiğine dair bir tahmin var ve bunu gerçekten görebileceğinize dair bir tahmin var,” dedi Ghez. “Gerçekten heyecan verici.”

Tek bir teleskopla bir kara deliği fotoğraflamak için 13 milyon metre genişliğinde bir mercek, yani yaklaşık Dünya büyüklüğünde bir teleskop gerekirdi.

Güney Kutbu Teleskobu, Ulusal Bilim Vakfı'nın Antarktika'daki Amundsen-Scott Güney Kutbu İstasyonunda yer almaktadır.

Ulusal Bilim Vakfı’nın Antarktika’daki Amundsen-Scott Güney Kutbu İstasyonundaki Güney Kutbu Teleskobu, Event Horizon Teleskop Dizisindeki sekiz teleskopun en uç noktasıdır.

(Junhan Kim / Arizona Üniversitesi)

Bu lojistik imkansızlık yerine, Event Horizon Teleskobu, Grönland, Antarktika ve aralarındaki diğer altı konumdaki sekiz radyo gözlemevi aracılığıyla atomik saatlerle senkronize veri toplar. Dünya dönerken, gözlemevleri hedeflerini çok sayıda açıdan görüntüler.

EHT üyesi, Sgr A*’nın göz alıcı görüntüsünün 100 milyon TikToks’a eşdeğer 5 petabaytlık veriden damıtıldığını söyledi. Vincent Balık MIT Haystack Gözlemevi’nden. Yayınlanan resim, bu verilerden alınan birden çok resmin ortalamasıdır.

EHT İşbirliği, ışın izleme kullanarak Yay A*'nın olası görüntülerinden oluşan bir telaş yarattı.

EHT İşbirliği, Yay A*’nın olası görüntülerinden oluşan bir telaş yarattı, ardından tek bir görüntü oluşturmak için bunların ortalamasını aldı.

(Ben Prather / EHT Teorisi Çalışma Grubu / Chi-Kwan Chan)

Yirmi yıl kadar kısa bir süre önce, “Böyle resimleri asla göremeyeceğimizi düşünürdüm. Çok zor olur” dedi Daniel SternNASA’nın La Cañada Flintridge’deki Jet Propulsion Laboratuvarı’nda kara delikler üzerinde çalışan bir astrofizikçi.

“Beklediğimden daha iyi görünüyordu,” dedi. “Kara deliklerin neye benzeyeceğini düşündüğümüz onlarca yıllık teorilerle eşleşiyor.”

Bu kara delik çok daha küçük olduğu için etrafındaki halka çok daha yoğun görünüyor. M87* yörüngesinde dönmesi haftalar süren gazlar, Sgr A*’yı birkaç dakika içinde çevreleyebilir. Bouman, emisyonlardaki hızlı değişiklikler göz önüne alındığında, teleskopun önümüzdeki yıllarda olay ufku etrafındaki hareketli görüntüleri yakalayabilmesinin mümkün olduğunu söyledi – potansiyel olarak birden fazla boyutta.

“Ya gazın zaman içinde kara deliğin etrafında üç boyutlu olarak nerede olduğunu gerçekten haritalayabilseydik?” dedi Buman. “Bu gerçekten heyecanlandığım bir şey.”




Kaynak : https://www.latimes.com/science/story/2022-05-12/astronomers-capture-first-image-milky-way-galaxy-black-hole

Yorum yapın

SMM Panel