Galaksimizin Merkezindeki Süper Kütleli Karadelik Etrafında Dönen, Tuhaf ve Sıcak Bir Gaz Kabarcığı Keşfedildi!

Astronomlar, Atacama Büyük Milimetre / Milimetre Altı Dizisini (ALMA) kullanarak, galaksimizin merkezindeki kara delik Sagittarius A* yörüngesinde sıcak noktaların var olduğuna dair delillerle karşılaştılar. Bulgu, süper kütleli kara deliğimizin esrarengiz ve dinamik ortamını daha iyi anlamamıza yardımcı oluyor. Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlanan çalışmayı yöneten Almanya'nın Bonn kentindeki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü'nden Maciek Wielgus şöyle söylüyor:

Merkür gezegenininkine benzer büyüklükte bir yörüngede, Sagittarius A* etrafında dönen, ancak yaklaşık 70 dakika içinde döngüsünü tamamlayan sıcak bir gaz baloncuğuna baktığımızı düşünüyoruz. Bu, ışık hızının %30'u kadar insanın aklını başından alan bir hız gerektirir.

Gözlemler, Olay Ufku Teleskopu (EHT) İşbirliğinin kara delikleri görüntülemeye yönelik bir araştırması sırasında, Avrupa Güney Gözlemevi'nin (ESO) ortak sahibi olduğu bir radyo teleskopu olan And Dağları'ndaki ALMA ile yapıldı. Nisan 2017'de EHT, ALMA da dâhil olmak üzere dünya çapında mevcut sekiz radyo teleskopunu birbirine bağladı. Bunun sonucunda, yakın zamanda yayınlanan ilk Sagittarius A* görüntüsü elde edildi. EHT İşbirliği üyeleri olan Wielgus ve meslektaşları, EHT verilerini kalibre etmek için EHT gözlemleriyle eş zamanlı olarak kaydedilen ALMA verilerini kullandı. Araştırmacılar, sadece ALMA'nın yaptığı ölçümlerde, kara deliğin doğasına dair gizlenen daha fazla ipucu olduğunu gördüklerinde şaşırdılar.

Tesadüfen, gözlemlerin bir kısmı, galaksimizin merkezinden bir X-ışını enerji patlaması veya alevlenmesi yayıldıktan hemen sonra, NASA'nın Chandra Uzay Teleskobu tarafından yapıldı. Daha önce X-ışını ve kızılötesi teleskoplarla gözlemlenen bu tür alevlenmelerin, sıcak noktalar olarak adlandırılan, kara deliğe yakın bir yörüngede çok hızlı dönen sıcak gaz baloncuklarıyla bağlantılı olduğu düşünülüyor. Polonya'daki Nicolaus Copernicus Astronomi Merkezi ve Harvard Üniversitesi'ndeki Kara Delik Girişimi'ne de bağlı olan Wielgus şöyle söylüyor:

Asıl yeni ve ilginç olan, bu tür alevlenme işaretlerinin bugüne kadar yalnızca Sagittarius A*'nın X-ışını ve kızılötesi gözlemlerinde net bir şekilde görülmesi. Burada ilk kez, yörüngedeki sıcak noktaların radyo gözlemlerinde de bulunduğunun çok güçlü bir kanıtını görüyoruz.

Çalışmanın üyeleri arasından Radboud Üniversitesi doktora öğrencisi Jesse Vos şunları ekliyor:

Belki de, kızılötesi dalga boylarında tespit edilen bu sıcak noktalar aynı fiziksel fenomenin göstergesidir. Kızılötesi yayan sıcak noktalar, soğudukça, ALMA ve EHT tarafından gözlemlenenler gibi, daha uzun dalga boylarında görünür hale gelirler.

Uzun zamandır alevlenmelerin, Sagittarius A*'ya oldukça yakın yörüngede bulunan sıcak gazdaki manyetik etkileşimlerden kaynaklandığı düşünülüyordu. Yeni bulgular da bu fikri destekliyor. Radboud Üniversitesinden yardımcı yazar Monika Mościbrodzka şöyle söylüyor:

Bu alevlenmelerin manyetik kökeni için güçlü kanıtlar buluyoruz ve gözlemlerimiz bize sürecin geometrisine dair bir ipucu veriyor. Yeni veriler, bu olaylara teorik bir yorumlama getirmek için son derece yararlı.

ALMA, astronomların, kara deliğin manyetik alanını ortaya çıkarmak için kullanılabilecek Sagittarius A*'dan çıkan kutuplanmış radyo emisyonlarını incelemelerine olanak sağlıyor. Ekip, Sagittarius A* etrafındaki manyetik alan da dâhil olmak üzere, sıcak noktanın oluşumu ve gömülü olduğu çevre hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu gözlemleri teorik modellerle birlikte kullandı. Araştırmaları, bu manyetik alanın şekli üzerinde önceki gözlemlerden daha güçlü kısıtlamalar sağlıyor. Bu da astronomların, kara deliğimizin ve çevresinin doğasını ortaya çıkarmalarına katkı sağlıyor.

Gözlemler, ESO'nun kızılötesinde gözlem yapan Çok Büyük Teleskopundaki (VLT) GRAVITY aletinin önceki keşiflerinin bazılarını doğruluyor. GRAVITY ve ALMA'dan elde edilen veriler, alevlenmenin kara deliğin etrafında dönen bir gaz kümesinden kaynaklandığını öne sürüyor. Bu gaz kümesi, gökyüzünde saat yönünde, ışık hızının %30'unda dönüyor ve sıcak noktanın yörüngesine doğru bakıyor. İspanya'daki València Üniversitesinden Ivan Marti-Vidal şöyle söylüyor:

Gelecekte hem GRAVITY hem de ALMA ile, eşgüdümlü çoklu dalga boyu gözlemlerini kullanarak frekanslar arasındaki sıcak noktaları izleyebilmeliyiz. Böyle bir çabanın başarısı, galaktik merkezdeki alevlenmelerin fiziğini anlamamız için gerçek bir dönüm noktası olacak.

Ekip ayrıca, yörüngedeki gaz kümelerini EHT ile doğrudan gözlemleyebilmeyi, kara deliğe daha da yaklaşmayı ve bu konuda daha fazla bilgi edinmeyi umuyor. Wielgus son olarak şunu söylüyor:

Umarım, bir gün, Sagittarius A*'da neler olduğunu bildiğimizi rahatlıkla söyleyebiliriz.