JILA araştırmacıları kara deliklerin etrafındaki madde hareketliliğini simüle ederek büyük bir gizemin çözülmesine bir adım daha yaklaştı.
Kara delikler, uzayın en gizemli ve güçlü yapıları arasında yer alıyor. Bilim insanları, bu devasa kozmik cisimlerin yalnızca maddeyi yutan birer boşluk olmadığını, aynı zamanda muazzam miktarda enerji üretebilen dev motorlar gibi çalıştığını belirtiyor. Kara deliklerin çevresinde dönen gaz ve toz diskleri, yani yığılma diskleri, güçlü manyetik alanlara sahip olduğunda, kara deliğin kendi dönüş enerjisini dışarı aktarabilmesine yardımcı olabiliyor. Bu sürece “Blandford-Znajek (BZ) etkisi” adı veriliyor.
Ancak bilim insanları, bu enerjinin ne kadarının kara delikten dışarı püskürtülen güçlü jetlere yönlendirildiğini ve ne kadarının ısı olarak yayıldığını tam olarak bilmiyor. İşte bu sorulara yanıt bulmak için Colorado Boulder Üniversitesi’nden JILA araştırmacıları Prasun Dhang, Mitch Begelman ve Jason Dexter, gelişmiş bilgisayar simülasyonları kullanarak kara deliklerin manyetik akışlarını inceledi. Çalışmaları, The Astrophysical Journal’da yayınlandı.
JILA araştırmacıları, ince ve güçlü manyetik alanlara sahip yığılma diskleriyle çevrili kara delikleri modelleyerek, bu sistemlerin nasıl çalıştığını anlamaya çalışıyor. Profesör Jason Dexter Eurekalert bültenine verdiği demeçte, “Uzun zamandır gazın kara deliğin dönüş enerjisini çekebildiğini biliyoruz. Bu genellikle jetleri güçlendiren bir süreç olarak görülüyor. Ancak Prasun’un yaptığı hesaplamalar, bu enerji miktarının önceden tahmin edilenden çok daha fazla olabileceğini gösteriyor” diyor.
Elde edilen verilere göre, kara deliğin dönüş hızı arttıkça dışarı salınan enerji miktarı da artıyor. Bazı durumlarda, bu enerjinin yüzde 70’e varan bir kısmı jetlere yönlendiriliyor. Ancak tüm enerji jetlerde yoğunlaşmıyor; bir kısmı disk içine geri dönüyor veya ısı olarak yayılıyor.
Manyetik alanların simülasyonu
Araştırma ekibi, bu süreci daha iyi anlamak için 3 boyutlu genel görelilik manyetohidrodinamik (GRMHD) adı verilen özel bir bilgisayar modeli kullandı. Bu model, manyetik alanlar, sıvı dinamikleri ve Einstein’ın genel görelilik teorisini bir araya getirerek, kara deliklerin etrafındaki madde hareketlerini gerçekçi bir şekilde simüle ediyor. Çalışmada, farklı dönüş hızlarına sahip kara deliklerin manyetik alanlarla nasıl etkileşime girdiği incelendi.
Prasun Dhang konu hakkında, “Amacımız, kara deliğin içinden geçen manyetik akının enerji çıkışı üzerindeki etkisini görmekti ve bu sürecin jetlerin oluşumuyla nasıl bağlantılı olduğunu anlamaktı” ifadelerini kullandı.
Işıldamanın sırrı
Elde edilen sonuçlar, güçlü manyetik alanların yığılma disklerinin ışık yayma kapasitesini artırdığını ortaya koyuyor. Bu durum, bazı kara deliklerin teorik modellerin öngördüğünden daha parlak görünmesini açıklayabilir.
Araştırmacılar ayrıca, kara deliklerin çevresinde bulunan ve yüksek enerjili X-ışınları yayan “korona” adı verilen sıcak gaz bölgesinin nasıl oluştuğunu anlamaya yönelik yeni çalışmalar yapmayı planlıyor. Korona, kara deliklerin gözlemlenmesini sağlayan önemli bir yapı, ancak oluşum süreci hala tam olarak açıklanamıyor.
Bilim insanları, kara deliklerin enerjiyi nasıl yönlendirdiğini ve bunun galaksiler üzerindeki etkilerini anlamak için daha fazla simülasyon gerçekleştirmeyi planlıyor. Bu çalışmalar, evrenin en güçlü cisimlerinden biri olan kara deliklerin doğasını keşfetmek için önemli adımlar sunuyor.
Kaynak: Eurekalert
