Kara deliklerin depreme benzer sarsıntılar yaşaması ve bu olayların radyo dalgaları gibi tespit edilebilir sinyaller üretmesi mümkün mü?

Fazlasıyla ilgimi çeken bir konu karadelikler. O yüzden biraz detaylı bir yazı yazmak istiyorum, ilk defa bu kadar uzun yazacağım. Kolay gelsin okurken:)

Kara deliklerin içsel dinamikleri ve bunların çevresine etkileri gerçekten de son derece ilginç bir konu. Kara delikler çok yoğun kütleleriyle bilinir. Bu yoğunlukları uzay zamanı öylesine bükebilir ki, ışık bile onlardan kaçamaz. Bu yüzden kara delikler hakkında doğrudan gözlemler yapmak oldukça zordur. Ama çevrelerinde dönen madde ve olaylar sayesinde onların varlığına dair bazı ipuçları bulmamız mümkün. Peki bu ipuçları, kara deliklerin içinde depreme benzer bir hareket olup olmadığına dair neler söylüyor?

Gerçekten de kara deliklerin içinde katı yüzeyler olmamasına rağmen bazı dinamikler vardır. Örneğin kara delikler dönerken etraflarındaki maddeyi çok güçlü bir şekilde çekebilirler. Bu süreç büyük miktarda enerji açığa çıkarır ve bu enerji uzaya salınan ışınımlar şeklinde tespit edilebilir(zaten siz bunları biliyosunuzdur ama ben yine de değinmek istiyorum). Ancak burada önemli bir fark var: Kara deliklerin içindeki bu sarsıntılar, Dünya'daki depremler gibi bir fay hattı hareketinden kaynaklanmaz. Kara delikler kütle çekimi ve yerçekimsel etkilerle enerji yayarlar bu da radyo dalgalarından çok farklı bir türde sinyallerin ortaya çıkmasına yol açar.

Özellikle kara deliklerin birleşmesi veya çarpışması gibi olaylar çok güçlü kütle çekim dalgaları üretir. Bu dalgalar uzay-zamanın bükülmesiyle oluşan dalgalanmalardır ve tıpkı bir suya taş atıldığında oluşan dalgalar gibi uzay zaman boyunca yayılırlar. 2015 yılında LIGO gözlemevi, iki kara delik arasındaki çarpışmadan kaynaklanan kütle çekim dalgalarını tespit etmişti. Aşağıdaki videoyu inceleyebilirsiniz.

Bu kara deliklerin sanki bir tür sarsıntı yaratıyormuş gibi hissettirdiği bir durumdur ama aslında bu sarsıntılar, bizim hissettiğimiz depremler gibi değil uzay zamanın kendisindeki dalgalanmalardır.

Biraz bu tespit hakkında da bişeylere değinmek istiyorum. 2015’te LIGO, yani Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi, ilk kez iki kara deliğin çarpışmasından kaynaklanan yerçekimi dalgalarını tespit ettiler ve bu gerçekten devrim niteliğinde bir olaydı. Bu keşif uzay zamanın bükülmesini ve kara deliklerin birleşme süreçlerini doğrudan gözlemleyebilmemizi sağladı. Olay GW150914 olarak adlandırıldı ve bu çok büyük bir anlam taşıyor çünkü bu kara deliklerin birleşmesinin, aslında evrendeki en güçlü enerji salınımlarından birini yarattığını gösterdi. Bu çarpışma bir milyar ışık yılı uzaktan geldi ama LIGO'nun inanılmaz hassasiyeti sayesinde, o kadar uzak bir olayı tespit edebildik. Çarpışmaya neden olan iki kara delik biri Güneş’in kütlesinin 36 katı, diğeri ise 29 katı kadar büyüklüktelerdi. Bu birleşme sonucu oluşan kara delik ise yaklaşık 62 güneş kütlesine sahipti.

Öne çıkan nokta ise, bu birleşme sırasında yaklaşık üç güneş kütlesi kadar bir enerji, saf yerçekimi dalgası olarak uzaya yayıldı. Bu evrendeki tüm yıldızların ve galaksilerin toplamından çok daha fazla bir enerji! Yani bu keşif sadece kara deliklerin varlığını doğrulamakla kalmayıp, uzay zaman yapısının ne kadar esnek ve karmaşık olduğunu da gösterdi. Bu olay gökbilimciler için yeni bir pencere açtı ve kara deliklerin evrimini anlamada çok önemli bir adım oldu. Detaylara buradan ulaşabilirsiniz

Neyse asıl önemli noktaya geçelim. Kara deliklerin etrafındaki akresyon diskleri kara deliğe yaklaşan gaz ve tozdan oluşan maddelerden oluşur. Bu maddeler inanılmaz bir hızla döner ve bu dönüş sırasında büyük miktarda enerji açığa çıkar. Bu enerji radyo dalgalarından çok daha farklı bir şekilde, X-ışınları ve gama ışınları gibi yüksek enerjili ışınımlar olarak uzaya yayılır. Bu ışınımlar, kara deliklerin içsel işleyişi hakkında bazı ipuçları verebilir. Ama dediğiniz gibi, bu sinyaller daha çok enerji salınımları ve kütle çekim dalgaları biçiminde ortaya çıkar. Yani radyo dalgaları gibi doğrudan sinyaller beklemek yanlış olur.

Kara deliklerin içsel dinamiklerini daha derinlemesine anlamak zor. Olay ufkuna yakın bölgelerdeki hareketler bize bilgi verebilir ama kara delikler bir fay hattı gibi yeryüzünde sarsıntı yaratan yapılar değillerdir. Onlar uzay zamanı bükerek çok farklı türde enerji ve dalga salınımları üretirler. Bu bahsettiğim salınımlar kara deliklerin davranışları hakkında daha fazla bilgi edinmemizi sağlayabilir. Yani radyo dalgaları gibi sinyaller kara deliklerin sırlarını çözmemize yardımcı olmasa da bu tür sinyalleri inceleyerek, kara deliğin yapısını ve iç işleyişini daha iyi anlayabiliriz bence.

Bir sonuca bağlarsak, kara delikler klasik anlamda bir deprem gibi sarsıntılar üretmeseler de çevrelerinde oluşan kütle çekim dalgaları ve enerji salınımları, onların içsel dinamikleri hakkında ipuçları sunar.