Gözlenebilir Evrenin En Büyük Kara Deliklerinden Olan OJ 287, Kara Delik Kategorizasyonu Hakkında Bize Neler Öğretir?

Kara delikler, sahip oldukları 3 özelliğe göre sınıflandırılırlar: kütlesi, açısal momentumu ve polaritesi. Bir kara deliğin kütlesi her zaman sıfırdan büyüktür. Diğer parametrelerin sıfır ya da sıfırdan büyük olmasına da bakarak kara delikler sınıflandırılırlar. 

Elektriksel yükü ve açısal momentumu sıfır olan kara deliklere "Schwarzschild kara deliği", elektriksel yükü sıfır olmayıp açısal momentumu sıfır olan kara deliklere ise "Reissner-Nordström Kara Deliği" denir. Bilinen hiçbir süreç böyle sürekli bir elektriksel yük içeren sıkışmış bir cisim üretmek olanağı vermediğinden, bu tür kara delikler varsa bile, pek ilgi olanağı olmamaktalar. Çünkü elektriksel yük, karadeliğin çevresinden alacağı zıt elektrik yüklerinin emilmesiyle zaten zamanla dağılabilir. Sonuç olarak, "Reissner-Nordström kara deliği" doğada mevcut olma olasılığı pek olmayan matematiksel bir cisimdir. Aynı şekilde ‘’Kerr-Newman kara deliği’’ türü denir. Bu türe de var olma olasılığı çok zayıf olduğundan pek ilgi gösterilmemektedir.

Konumuz olan türe gelirsek... Eğer kara deliğin bir açısal momentumu olursa (kendi ekseni etrafında dönüyorsa) ve elektriksel yükü olmazsa, Interstellar'dan da gördüğünüz türde ''Kerr Kara Deliği'' olur. Kara deliğin yörüngesine giren cisim büyük bir hızla içeri çekilir ama içeri çekilmenin yanında, kazandığı hız yüzünden aynı zamanda kaçmaya çalışır. Dolayısıyla cisim, uzayıp parçalanır ve bir kısmı uzayda dağılır. İşte uzayda dağılarak ilerleyen kozmik kara delik atıkları, kara deliğin etrafında bir toplanma diski (katılım diski) oluşturur.

Toplanma diskine karışan kozmik cisimler ısınıp, büyük miktarda radyasyon yayarlar. Bazen çok yüksek miktarda cisim, kara deliğin kütle çekimine kapılır. Bu sayede galaksinin aktif nucleus'u (çekirdeği) evrendeki en parlak cisim haline gelir ve Kuasar adını alır. Bazen de kara deliğin hem açısal momentumu hem de elektriksel yükü olabilir. Bu tür kara deliklere ‘’Kerr-Newman Kara Deliği’’ denir. Bu tür de var olma olasılığı çok zayıf olduğundan kağıt üzerinde kalmaya devam etmiştir.

Ayrıca Hawking Teorisi'ne göre; boş uzayın sıfır enerjili vakum durumunda kuantum dalgalanmalarından kaynaklı parçacık çiftleri oluşabilir. Bu oluşma yok olma süreçleri çok küçük uzay-zaman aralıklarında meydana gelir. Bu süreç aynı zamanda kara deliklerin yakınlarında kuantum dalgalanmalarının sonucu olarak parçacık anti-parçacık çiftlerinin oluşumuna neden olabilir. Parçacıklar ve anti-parçacıklar +/- kutup gibi davranarak, enerji açığa çıkarabildikleri gibi birbirlerini de yok edebilirler. Kara deliklerin olay ufuklarının içinde anti-parçacık, dışında ise parçacıklar oluşabilir. Bu parçacık çiftlerinden biri kara delik tarafından yutulduğunda diğer parçacık kara delikten kaçar ve siyah cisim ışımasına benzer bir termal ışıma oluşur. 

Her ışımada kara deliğin toplam kütlesinin bir miktarı azalmaktadır (E=mc² bağıntısındaki enerji kütle ilişkisinden dolayı). Bunun sonucunda da kara delik alanı geriliyor ve delik küçülüyor. Bu da her kara deliğin bir ömrü olduğu, zamanla yok olacağı anlamına gelmektedir. Ayrıca teorideki önemli bir ayrıntıya göre, kara deliklerin yaydıkları enerjinin gücü kütleleriyle ters orantılıdır. Yani ne kadar küçüklerse evrene o kadar kuvvetli Hawking radyasyonu yayarlar.

Bu kadar tanım yeter. İşte karşınızda OJ287... Kendisi 18 milyar güneş kütlesinde, keşfedebildiğimiz en büyük kara deliklerden biridir (güvenilir tahminler üzerine bir spekülasyon olduğunu söylemekte fayda var). Eğer bu kara delik Güneş Sistemi'mizin merkezinde olsaydı, olay ufkunun toplam çapı 211,7 milyar km olurdu. Karşılaştırma amaçlı belirtelim ki Plüton'un Güneş yörüngesinde kat ettiği mesafeler 4.4-7.4 milyar kilometreden ibarettir. En uzak cüce gezegen olan Eris’in bile güneşe uzaklığı 11 milyar kilometredir. Hatta hacmi Güneş’in 5 milyar katı olan gözlemlenen en büyük yıldızlardan biri olan UY Scuti’nin bile çapı sadece 2,4 milyar kilometredir Bu hiper devin bile süper kütleli kara deliğin yanında 1 pikselden öteye geçmesi için uzunluk birimlerimizi nanometrelere çevirmeliyiz.

ESA

Bu süper kütleli kara delik, Yengeç Takımyıldızı'nda bulunuyor. Optik kırılmaların gösterdiği 11-12 yıllık bir periyodik varyasyon, büyük kütleli kara deliğin yörüngesinde bir de daha küçük kütleli bir kara delik olduğunu belirtiyor. Daha küçük kütleli olan kara delik 39° ile büyük kütlelinin yörüngesinde dönüyor. Her 12 yılda bir küçük kütleli kara delik, toplanma diski ile iki kere temasa geçip, yaydığı radyasyonu çifte pik yaptırıyordu.

Bu kara deliğin parlaklığının değişimi sayesinde, yörüngelerin evrimi hakkında birçok bilgi edinebilindi. Ayrıca kütle çekim dalgalarının emisyonunun bir kez daha gözlemlenebilir kılınması; Einstein'in Genel Görelilik Teorisi'ne yine destek oldu.