Ana SayfaTeknolojiEvren - BilimKara Deliklerin Keşfinden Kara Delik Haftası’na Özel Simülasyona, Bilim İnsanlarının Müthiş Çalışmaları

Kara Deliklerin Keşfinden Kara Delik Haftası’na Özel Simülasyona, Bilim İnsanlarının Müthiş Çalışmaları

NASA, “Kara Delik Haftası” için bir dizi çalışmaya imza attı ve 2019, “Kara Delikler” için önemli bir yıl olarak tarihe geçti. Yöntemler ile teknolojiler gelişiyor; doğrudan yakalanan kara delik görüntülerinin, zamanla daha iyi hale gelmesi bekleniyor. Bilim insanlarının geçmişten günümüze keşiflerinden bugüne, “Kara Delikler”…

Uzayda bulunan, ışığın dahi kaçamadığı, çok güçlü bir çekim gücüne sahip olan kozmik gök cismi: Kara Delik… Işık yaymadığı için “Kara” olarak nitelendirilen “Kara Delikler”, Einstein’ın “Genel Görelilik Kuramı” ile tanımlanıyor. Büyüklükleri de farklı ama üç çeşit Kara Delik olduğu söylenmekte. Kütleleri ve büyüklükleri de “Kara Delik”lerin türünü belirlemekte. Bir atom kadar küçük, kütlesi dağ gibi büyük olan “Kara Delik”lere “İlksel Kara Delikler” deniyor. Güneş’in kütlesinden yaklaşık 20 kat daha büyük olabilen, “Yıldızsal” olarak adlandırılan “Kara Delik” tipi ise orta büyüklükteki “Kara Delik”ler. Samanyolu Galaksisinde düzinelerce “Yıldızsal Kara Delik” olduğu söylenmekte. “Süper Kütleli Kara Delikler” ise en büyük Kara Delikler. Bir milyon Güneş’in bileşiminden daha büyük kütleli, çapı da yaklaşık olarak Güneş Sistemi büyüklüğünde bir topun içine yerleştirilebilen Kara Delikler…

Büyük galaksilerin merkezinde bir tane süper kütleli kara delik bulunduğunu belirten bilim insanları, Samanyolu Galaksisi’nin merkezinde olduğu düşünülen süper kütleli kara deliğe “Sagittarius A” diyor. Kütlesi, yaklaşık 4 milyon Güneş’in kütlesine eşit. Çapı da Güneş büyüklüğünde.

Detaylara girmeden önce Nasa’nın hazırladığı bu rehber niteliğindeki videoyu da buraya bırakalım:

Kara Delikler Nasıl Oluşur?

Büyük Patlama (Big Bang) sonrası oluşan ilksel kara delikler, evrenin ilk zamanlarında oluşanlar… Çok büyük kütleli bir yıldızın kendi merkezine doğru patlaması (çöküşü) sonucu oluşan kara delikler, yıldızsal kara delikler. Bu patlama, bir süpernovaya veya uzaya doğru patlayan yıldız patlamalarına sebep olmakta. Bilim insanlarına göre süper kütleli kara delikler, içerisinde bulundukları galaksiler ile aynı anda oluştu. O galaksinin kütlesi ve büyüklüğü ne kadarsa, süper kütleli kara delikler de o büyüklükte.

Bir kara delik ve yıldız birbirlerine çok yakın dönüyorsa, yüksek enerjili bir ışık ortaya çıkıyor. Bilim insanları da bu ışığı saptayabiliyor.

Peki “Kara Delikler”in Varlığı Nasıl Saptanıyor? Bilim insanları, kara deliklerin etrafındaki yıldızlara ve gazlara uygulanan çekim kuvvetlerinin etkilerini görebiliyor. Yıldızların bir kara delik etrafında dönüp dönmediği, onların hareketinden anlaşılabiliyor. Bir kara delik ve yıldız birbirlerine çok yakın dönüyorsa, yüksek enerjili bir ışık ortaya çıkıyor ki bilim insanları bu ışığı saptayabiliyor. Öyle ki bir kara deliğin çekimi, yıldızların dışındaki gazları da çekebilecek kadar güçlü olabiliyor. Bu durumda ise etrafında birikim halkası (accretion disk) adı verilen bir halka görülüyor. Birikim halkasındaki gaz, kara delik içerisine doğru bir sarmal yaptıkça da yüksek sıcaklıklara erişiyor, X-Ray ışını yayıyor. NASA’nın ölçebildiği bu X-Ray ışınları da kara deliğin özellikleri hakkında bilgi vermekte…

İlk etapta Hubble Teleskobu tarafından kara deliklerin dolaylı etkileri gözlendi ve bu devasa kütleçekim kuyuları etrafında yıldızların tuhaf hareketler sergilediği tespit edildi. 2016 yılında kara deliklerin birbirine çarpması sonucunda oluşması gerektiği düşünülen kütleçekim dalgaları ilk defa tespit edildi; kara deliklerin varlığının deneysel olarak doğrulanması yönünde önemli bir adım atıldı. 2019 yılındaki ilk kara delik fotoğrafı ise kara deliklerin var olduğunun ve Görelilik Teorisi’nin öngörülerinin isabetliliğinin en son kanıtı oldu.

İlk etapta, 2016 yılında, Hubble Teleskobu tarafından kara deliklerin dolaylı etkileri gözlendi.

Kara delikler gezegenleri/ Dünya’yı yutabilir mi? Uzaydaki nesneler nasıl çekim yasalarını takip ediyorsa, kara delikler de çekim yasalarını takip etmekte. Bir kara deliğin yörüngesi Güneş Sistemi’ne çok yakın olursa, Dünya’yı etkileyebilir. Bu da pek olası değil.

Güneş, bir kara deliğe dönüşebilecek kadar kütleye sahip değil. Yani kara deliğe dönüşmez; yaşamının sonuna geldiğinde kırmızı deve (red giant star) evrilir. Yakıtını tamamen tükettiğinde ise dış katmanından kurtulur ve gezegensi bulut (platetary nebula) haline gelir. Sonuç: Soğuyan bir beyaz cüce (White dwarf star). Güneş’ten geriye kalan da bu (Dünya büyüklüğünde küçük bir yıldız; yıldız yaşamının son evrelerinden biri).

Güneş ile aynı kütledeki bir kara delik yer değiştirseydi, bizim gezegenimiz de buna kapılmazdı. Bu kara delik, Güneş ile aynı çekim gücüne sahip olurdu. Sonuçta da gezegenler güneş etrafında değil, kara delik etrafında dönerdi.

Hepsi mi Ölü Yıldız?

Uzaydaki hiçbir madde veya radyasyonun kaçamayacağı kadar büyük kütleçekim alanları olan kara delikler, aslında ölü yıldızlar… Büyük kütleli bir yıldızın yakıtı bitince kendi üzerine çöker ve bir kara delik meydana gelir. Yalnız her kara deliğin, bir yıldızın yakıtını tüketerek kendi üzerine çökmesi sonucu oluşmadığını da eklemekte fayda var. Çok büyük kütleli cisimlerin uzayda çarpışması sırasında da kara delikler oluşabilir ama bilinen en yaygın kara delik oluşumları, yıldızların çökmesi sonucunda oluşan kara delikler ki bunlara da collapsar denmekte. Bu arada her yıldız ölünce de kara delik oluşmaz. Kara delik oluşması için belli bir kütlenin üzerinde olması şart (Chandrasekhar Limiti, bu kütle sınırına verilen isim. 2-3 Güneş Kütlesi…)

Nötron yıldızı, yıldızların yaşamlarının son bulabileceği biçimlerden biri. Kara delikler, aslında ölü yıldızlar ama her yıldız ölünce de kara delik oluşmuyor.

Kara deliklerden kaçabilir miyiz? İçine düşersek ne olur? Bir kara deliğin içinde ne olduğu hala muamma. Bazı teorisyenlere göre kara delikler aslında solucan deliği adı verilen bir uzay-zaman tünelinin parçası. “Solucan delikleri”nin varlığı henüz teoride. Evrenin farklı kısımlarını birbirine bağlayan uzay-zaman tünellerinden söz ediyoruz. Tünellerin bir ucunda her şeyi yutan kara deliklerin, diğer ucunda ise her şeyi kusan ak deliklerin olduğu düşünülmekte. İçinde ne tip süreçler yaşandığı tam olarak bilinmediğinden, kara deliklerin içine düşünce neler olacağına dair kesin bilgi de yok. Ancak Görelilik Teorisi sayesinde kara delikler gibi yüksek kütleçekim kuvvetine sahip gök cisimlerinin yakınlarında neler olabileceği tahmin edilmekte. Günümüzde halen karadeliklerle ilgili bilinmeyen çok fazla detay var. Bir cisim karadeliklerin içine düştüğünde ne oluyor? Karadeliklerin Evren’in oluşumunda rolü var mı? Astrofizik ve astronomi bilimleri tarafından araştırılmaya devam eden sorulardan bazıları.

Einstein Kara Delikleri Sevmedi Ama…

Bilim insanlarının çalışmalarını kronolojik açıdan vermeden önce Albert Einstein’ın kara delik fikrinden hoşlanmayanlardan biri olduğunu da belirtelim! Neden? Çünkü ilk etapta bu devasa kütleli, uzay-zamanı sonsuz düzeyde büken cisimlerin nasıl oluştuğu bilinemiyordu ama sonradan yapılan çalışmalar, kara deliklerin oluşum mekanizmalarını netleştirdi. Kendi geliştirdiği denklemlerin karadelikleri teorik olarak doğruladığını gören Albert Einstein, başta sevmediği fikri de veri ışığında kabul etmek durumunda kaldı. Einstein’ın geliştirdiği Görelilik Teorisi’ne göre ise çok miktarda cisim çok ufak bir noktada odaklandığında, uzay-zaman düzlemi aşırı miktarda bükülerek, hiçbir şeyin kaçamayacağı bir kapan haline geliyor. İşte buna da “Kara Delik” adı veriliyor.

1783 yılında John Michell, bazı yıldızların çekim gücünün, ışığın kendilerinden kaçamayacak kadar büyük olabileceğini ileri sürerken (karanlık yıldızlar); 1796’da Laplace, tamamen bağımsız olarak Michell ile aynı sonuca ulaştı. 1854’te Riemann, genel uzayın eğimi kavramını geliştirirken 1916 yılında Einstein, kütleçekiminin geometrik teorisini geliştirdi. 1916’da Karl Schwarzschild, Einstein’dan çok kısa bir süre sonra “siyah yıldız” çözümünü keşfederken 1931’de Chandrasekhar, soğuk bir yıldızın maksimum kütlesini hesapladı. 1939’da Oppenheimer ve Synder, termonükleer enerji kaynaklarının tükenmesi sonrasında büyük bir yıldızın sonsuza kadar kendi üzerine çökeceği sonucuna vardı. 60’lı yıllarda Schwarzschild’ın çözümü anlaşıldı: Dönmeyen saf uzayda oluşan tekillik ve bir olay ufku… Kerr tarafından genişletilen çözüme, rotasyon (dönüş) özelliği de eklenirken Newman, çözüme “yük” kavramını ekledi. 1970 yılında Cygnus X-1 tarafından kara delik olmaya aday ilk gök cismi tespit edildi (X-ışını saçan bir nötron yıldızı). 1994’te Hubble Teleskobu bazı yıldızların hızıyla ilgili veri topladı; süperkütleli kara deliklerin varlığıyla açıklanabilecek galaksiler keşfetti. 2016’da ilk kez birbiriyle çarpışan kara delikler, kütleçekim dalgaları kullanılarak tespit edilirken bu yıl da M87 galaksisinin merkezinde bulunan, kütlesi Güneş’ten 6.5 milyar kat fazla olan bir karadeliğin görüntüsü, sekiz ayrı radyo teleskoptan toplanan verilerle oluşturuldu.

2019, “Kara Delikler” İçin Önemli Keşiflere İmza Atılan Bir Yıl Oldu

Ve gelelim 2019 yılına ve Kara Delik Haftası ile daha çok konuşulan son keşiflere. Bu yılın Nisan ayında manşetlere “Bilim Dünyasında Tarih Yazıldı” diye geçen haberde, ilk kez bir kara delik fotoğrafı paylaşıldı. 40 milyar km’lik çapıyla Dünya’dan tam üç milyon kat daha büyük olan dev “kara delik”i bilim insanları “canavar” olarak tanımladı. Dünya’dan 500 bin katrilyon (500 kentilyon) km uzaklıktaki kara deliğin fotoğrafını çekmek için dünyanın farklı bölgelerinde yer alan sekiz teleskop kullanıldı. Dev kara deliğin fotoğrafını çekme önerisini veren kişi, Hollanda’daki Radboud Üniversitesi’nden Profesör Heino Falcke. Profesör Falcke, bu kara deliğin Virgo galaksi kümesindeki M87 adlı galakside bulunduğunu belirtti.

Bu yılın Nisan ayında ilk kez bir kara delik fotoğrafı paylaşıldı. 40 milyar km’lik çapıyla Dünya’dan tam üç milyon kat daha büyük olan dev bir “kara delik”.

2019 yılının Ağustos ayı… Holmberg 15A adındaki bir galaksi kümesinin ortasında bir kara delik keşfedildi. Dünyadan 700 milyon ışık yılı uzaklıktaki, 40 milyar güneş büyüklüğünde bir kara delik! Holm 15A kara deliğinin güneşin kütlesinden 310 milyon kat büyük olduğu, güneş sistemindeki bütün uyduları yutabilecek büyüklükte olduğu ifade edildi.

2019 Eylül… Geçen 10 yılın en büyük bilimsel başarılardan birine imza atıldı. NASA, son derece büyüleyici bir kara delik simülasyonu yayınladı. NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde görevli Jeremy Schnittmann, özel bir yazılım kullanarak kara delik simülasyonu ortaya çıkardı. Olay Ufku Teleskobu ile kara deliklerin birbirine geçen turuncu halkalarından çok büyük bir miktarda veri alındı ve bu verilerle bir kara delik görüntüsü oluşturuldu. NASA’nın Kara Delik Haftası için yaptığı bu yeni görselleştirme ile etkin biçimde büyüyen süper kütleli bir karadeliği, yüksek çözünürlüklü görüntülerde görmenin nasıl bir şey olabileceğini de böylece deneyimledik!

Bu yılın Nisan ayında ilk kez bir kara delik fotoğrafı paylaşıldı. 40 milyar km’lik çapıyla Dünya’dan tam üç milyon kat daha büyük olan dev bir “kara delik”.

Güneş’in milyonlarca veya milyarlarca katı kütleye sahip, yıldızların oluşumunu kontrol edebilen, uyanıp beslenmeye başladıklarında da evrendeki en parlak nesneler haline dönüşebilen “Kara Delik”lerle ilgili keşifleri merakla bekliyoruz. Bilim insanlarına sonsuz saygılarımızla…

Henüz yorum yok

bir cevap yazın