Galaksiler, Teknik Olarak Karadeliklerin Etrafında Dönmezler!

Bu yazının içerik özgünlüğü henüz kategorize edilmemiştir. Eğer merak ediyorsanız ve/veya belirtilmesini istiyorsanız, gözden geçirmemiz ve içerik özgünlüğünü belirlememiz için [email protected] üzerinden bize ulaşabilirsiniz.

Hepimiz Güneş Sistemi ile aşinayızdır. Bir dizi gezegen ve asteroit (ve Plüton gibi birkaç tane abartılmış kaya parçası), merkezi bir nesnenin etrafında dönmektedir. Astronomlar bu şekildeki sistemlere "Kepler Sistemi" adı vermektedir. Yani bu sistemler, Kepler tarafından keşfedilen gezegensel hareket yasalarına uymaktadır. Bu sistemlerde kütle tamamiyle merkezi gök cismi tarafından (bizim sistemimizde Güneş tarafından) domine edilir ve bunun haricinde kalan tüm civar cisimler, bu devasa ve merkezi nesnenin etrafında dönen test parçacıkları olarak kabul edilebilirler. Bu gök cisimleri, merkezdeki cismin etrafında eksantrik bir eksen etrafında, Kepler'in yasalarına uygun bir biçimde, ortalama bir yörüngesel hız ile dönerler. Bu cisimlerin yörünge hızları, merkezden uzaklaştıkça aşağıdaki formüle uygun bir şekilde azalır:

v ∝ 1/R^2

Birçok insan bu yaklaşımın galaksilere de uygulanabileceği kanısına sahiptir. Onlara göre yıldızlar ve gaz bulutları merkezdeki karadeliğin etrafında dönmektedir. Bu doğru değildir. Galaksilerin Kepler Sistemleri olmadığını başından beri bilmekteyiz. Çünkü yıldızların yörüngesel hızları, merkeze olan uzaklıklarından bağımsızdır. Hele ki günümüzde galaksilerin merkezlerindeki karadeliklerin kütlelerini ölçebilmeye başladığımız için, bu gerçeği daha net olarak fark edebilmekteyiz. Örneğin bizim Samanyolu Galaksi'mizin kalbinde yatan Sagittarius A* karadeliğinin kütlesini hesaplayabilmekteyiz. Bu sayede, daha matematiksel bir analiz de yapmamız mümkün olabiliyor. Bu karadelik kütlesini kullanarak, merkezi karadeliğin etki küresini hesaplayabiliriz. Bu küre, basitçe, bir karadeliğin (ya da herhangi bir cismin) kütleçekimsel potansiyelinin etki edebildiği tüm hacmin bir tanımıdır. Bu kürenin dışarısında, karadeliğin kütleçekimsel etkisi önemsenmeyecek kadar küçüktür. İşte bu kürenin yarıçapını, basit bir şekilde şöyle hesaplayabiliriz:

R=GMH/s^2

Bu denklemde MH karadeliğin kütlesi, s ise yıldızsal hız dağılımıdır.

Bu denklemi Sagittarius A*'dan gelen veriler ışığında çözecek olursak görürürüz ki bizim karadeliğimizin etki yarıçapı yaklaşık olarak 3 parsektir (1 parsek, 3.26 ışık yılıdır). Yeri gelmişken söyleyelim, sanılanın aksine astronomlar neredeyse hiçbir zaman uzaklık birimi olarak ışık yılını kullanmazlar; genellikle sadece parsek birimini kullanırlar. Ancak basın ve halkla ilişkilerde ışık yılı daha havalı ve anlaşılır olduğu için bu tercih edilmektedir.

Her neyse... 3 parsek, inanılmaz küçük bir uzaklıktır! Elbette ki ışığın 9.78 yılda aldığı mesafe kabaca 92.570.330.000.000 (kabaca 92 trilyon) kilometredir! Ancak bu, evrensel ve galaktik mesafeler söz konusu olduğunda ufacık bir mesafedir. Bu öylesine ufak bir mesafedir ki, karadeliğimizin etki ettiği hacim içerisinde sadece 100 civarında yıldız bulunur! Galaksimizde 200 milyardan fazla yıldız olduğu düşünülecek olursa, bu mesafenin (ve karadeliğimizin etki küresinin) ne kadar küçük olduğu anlaşılabilecektir. Örneğin, bizim Güneş Sistemi'miz galaksi merkezinden 8000 parsek civarında bir uzaklıktadır! Dahası biz, Samanyolu Galaksisi'nin merkezinden en dışına kadar olan mesafenin 3'te 2'si civarı bir mesafede bulunmaktayız! Tüm bunlar düşünülecek olursa, sözünü ettiğimiz 3 parseğin ne kadar ufak ve önemsiz olduğu anlaşılacaktır.

Bu durum aslında oldukça anlaşılırdır ve bunu daha iyi anlamanın en kolay yolu, Samanyolu Galaksisi'nin kütlesini, Sagittarius A*'nın kütlesine oranlamaktır. Hesaplara göre galaksimizin merkezinde bulunan karadelik yaklaşık 3.6 milyon Güneş kütlesine sahiptir. Buna karşılık, galaksimizin yıldızlar, gaz ve karanlık madde toplam kütlesi kabaca 10.000.000.000.000 (10 trilyon) Güneş kütlesi civarındadır! Yani galaksimiz, karadeliğimizden 1 milyon kat daha iridir. Bu da, karadeliğimizin galaksimiz üzerinde dikkate değer bir etkisi olmadığının en net göstergesidir.

Peki bu durumda galaksiler neden "karadeliğin etrafında dönüyormuş gibi" gözükür? Aslında galaksiler, ortak kütleçekim merkezi etrafında dönerler. Merkezi bir cisim etrafında dönme algısı, ne yazık ki referans alınan düzlemden kaynaklanan bir yanılgıdır. Örneğin Dünya ve Ay'a dışarıdan bakacak olsaydınız, Ay'ın Dünya etrafında dönmediğini, "Ay ve Dünya'nın ikisinin de ortak kütleçekim merkezleri etrafında döndüklerini" görecektiniz. Bunun detaylarını evrimagaci.org/fotograf/35/6827">buradaki yazımızda anlatmıştık. Genellikle bu ortak kütleçekim merkezi çoğu zaman boştur; yani bu kütleçekim merkezinde herhangi bir gök cismi bulunmaz. Bunu, dans pistinde dans eden çiftler gibi düşünebilirsiniz. Çiftler, birbiri etrafında dönerler, merkezi bir kütle etrafında değil! 

Eğer ki yeterince çok sayıda birbiriyle etkileşen yıldızı belli bir alana serpiştirecek olursanız, bu yıldızların kütleçekimsel merkezinin, yıldızların geometrik merkezine oldukça yakın olması çok muhtemeldir. Bu nedenle yıldızlar, karadeliğin etrafında dönüyormuş gibi algılanırlar. Bunu da şöyle düşünebilirsiniz: Bir dans pistinde sadece tek bir çift varsa, bu çiftin ortak kütleçekimsel merkezleri, her zaman ikilinin ortasında olacaktır. Buna rağmen, pistin geometrik merkezi, dans pistinin tam ortasında olacaktır (dairesel bir pist hayal edelim). Bu durumda kütleçekimsel merkez ile geometrik merkez birbiriyle çakışmaz. Ancak 3, 5, 10, 100 çift bu pisti doldurduğunda, hepsinin toplam kütleçekimsel merkezi kabaca pistin tam ortasında olacaktır. Bu durumda geometrik merkez ile kütleçekimsel merkez tam olarak üst üste çakışacaktır. Tabii ki galaksilerin kütleçekim merkezlerinin, geometrik merkezle büyük oranda çakışıyor olmasında, bir galaksinin oluşum dinamiklerinin de etkisi vardır.

Öyleyse neden spiral galaksilerin merkezinde genellikle bir karadelik bulunuyor? Çünkü galaksilerin merkezleri, bir galaksinin ortaya çıkış sürecinden ötürü en yüksek yıldız yoğunluğuna sahip bölgedir. Bu çok sayıda yıldızın kütleçekimsel etkileri, bir süre sonra çarpışarak veya etkileşerek süper kütleli karadeliklere dönüşmelerine neden olur (bu, genellikle bir yıldızın ölümü sonrasında yaşanır). Ne var ki bu olay, galaksideki diğer yıldızları genellikle hiç etkilemez; çünkü az önce de izah ettiğimiz gibi, bu karadeliklerin etkisi son derece sınırlıdır.

Kaynak: Quora

Uzayda Aşiret Düğünü

Dünya'yı Nüfusa Göre 4 Eşit Parçaya Bölmek...

Yazar

Çağrı Mert Bakırcı

Çağrı Mert Bakırcı

Yazar

Evrim Ağacı'nın kurucusu ve idari sorumlusudur. Popüler bilim yazarı ve anlatıcısıdır. Doktorasını Texas Tech Üniversitesi'nden almıştır. Araştırma konuları evrimsel robotik, yapay zeka ve teorik/matematiksel evrimdir.

Konuyla Alakalı İçerikler

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim