Özel haber: Evrenin yaşı için an sayılabilecek bir süre, 70 bin yıl, içerisinde birleşeceği düşünülen iki kara deliğin kozmolojik ölçekte etkileri hem dehşet verici hem şaşırtıcı.
Astronomy and Astrophysics dergisinde 24 Ekim 2024’te yayınlanan bir makale, iki süper kütleli kara deliğin devasa bir gaz bulutuyla olan etkileşimleri, yani AT 2021hdr olayına dair yeni bulgular ortaya koydu. NASA’nın Neil Gehrels Swift Gözlemevi ve Zwicky Geçici Tesisinin (ZTF) katkılarıyla keşfedilen AT 2021hdr, astronomlar için eşsiz bir olay olarak karşımıza çıkıyor.
Bu olay, iki süper kütleli kara deliğin devasa bir gaz bulutuyla etkileşiminden meydana geliyor. Gözlemler sayesinde kara deliklerin etrafındaki gaz bulutlarını nasıl tükettiklerini ve bunun sonucunda ortaya çıkan ışık değişimleri nasıl yarattıklarını anlaşılmasına olanak tanıyor.
AT 2021hdr, her 60 ila 90 günde bir düzenli aralıklarla gözlemlenen ışık patlamaları (kaynaktan ölçülen parlaklığın aniden çok fazla artması) ile biliniyor. Başlangıçta, bu tür patlamalar tipik bir süpernova (yıldızın patlaması) veya aktif galaksi çekirdeklerinden kaynaklanan olaylarla ilişkilendiriliyordu. Ancak, bu patlamaların düzenli olarak tekrar etmesi, astronomları yeni hipotezler geliştirmeye sevk etti. Araştırmalar, patlamaların düzenli ve devam eden doğasının, bunların bir kara delik çiftinin bir gaz bulutunu tüketmesinin sonucu olduğunu ortaya koydu.
AT 2021hdr’da gözlemlenen ışık patlamasının asıl sebebinin kara deliklerden kaynaklanan kütle çekimi olduğunu belirten, 2N News’e konuşan Dr. Ece Kilerci, SWIFT uydusunun katkılarına dikkat çekiyor. Dr Kilerci, “Buradaki en önemli gözlemsel özellik bu ışık değişimlerinin morötesi, görünür ve X-ışını dalga boylarında eş zamanlı gözlemlenmesi. Biz galaksilerin merkezlerindeki süper kütleli kara deliklerden X-ışınlarından radyo dalga boylarına kadar değişim gösteren sürekli bir ışınım gözlemleriz, bu olağan bir özellik. Ancak burada farklı dalga boylarında, periyodik çok şiddetli bir ışık değişimi olması, bu değişimlerin kaynağı hakkında birçok olası senaryonun elenmesini gerekli kılmış,” ifadelerini kullandı. Gözlemlenen farklı dalga boyları, bu sistemin galaksinin merkezinde bulunan sıradan bir kara delik olmadığını, yani birçok olası senaryonun elenmesi gerektiğini gösteriyor.
Kara delikler 70 bin yıl içinde birleşecek
Bu devasa kara delikler, yaklaşık 1 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan 2MASX J21240027+3409114 adlı bir galaksinin merkezinde yer alıyor. Kara deliklerin kütlesi, güneşimizin kütlesinin 40 milyon katına eşdeğer ve aralarındaki mesafe yaklaşık 25 milyar kilometre. Kara delikler bu mesafeye rağmen birbirlerinin etrafında dönerken, her bir yörüngeyi yaklaşık 130 günde tamamlıyor.
Bilim insanları, bu iki kara deliğin 70 bin yıl içinde birleşeceğini ve bu birleşmenin ardından devasa bir yerçekimi dalgası üreteceğini tahmin ediyor. Dr. Kilerci, kara deliklerin birleşmesinin potansiyel etkileri hakkında, “Buradaki iki karadelik farklı birer galaksiye aitti, ancak bu galaksiler bir etkileşmeye ve birleşme sürecine girdi, bu durumda galaksilerdeki gaz merkeze doğru yoğunlaşacak, burada yıldız üretimi artacak, ama bir süre sonra bu birleşme tamamlandığında ortada kalan galaksinin gazı bitmiş olacak. Bunu evrendeki çoğu galaksinin yaşadığı bir süreç olduğundan, önemli bir etki olarak görüyoruz,” diyerek kara deliklerin birleşmesinin düşük frekanslı ve uzun dalga boylu kütle çekimsel dalgalanmalar oluşturabileceğini belirtti.
Dr. Kilerci, kara deliklerin birleşmesiyle genel görelilik teorisinin test edilebileceği ‘aşırı’ koşullar oluşabileceğine dikkat çekerek, “Yayılan kütleçekimsel dalgalanmalar uzay zamanın yapısını etkileyebilir, çünkü bu dalgalar Güneş’in milyarlarca yıl boyunca yayacağı toplam enerjiyi birkaç saniyede yayabilir. Uzay zamanda iz bırakacak her şey bizim için genel görelilik teorisinin aşırı koşullarda test edilmesi fırsatı sağlar. Ayrıca kütleçekimsel dalgaların fiziğini bildiğimiz için, genliğini (yani büyüklüğü) ve dalganın nasıl yayıldığını, buradan da kaynağın uzaklığını bulabiliriz. Bunu da Hubble sabiti gibi temel parametreleri ölçmek için kullanabiliriz,” diye konuştu.
Etrafındaki malzemeyi parçalıyor
AT 2021hdr olayının en dikkat çekici özelliği, gaz bulutunun kara delikler tarafından yutulması değil, aslında kara deliklerin etrafındaki gazın, bu devasa gök cisimlerinin çekim gücü tarafından çekilip parçalanması olarak ifade ediliyor. Gaz bulutu kara deliklerin etrafına yaklaştıkça, kara deliklerin yerçekimi gazı parçalıyor ve yoğun, sıcak filamentler oluşturuyor. Bu filamentler, gazın kara deliklere yakın bölgelerde ısınmasıyla ışık yayıyor.
Bu süreç, aslında bir kara deliğin etrafındaki malzemeleri tüketme sürecine benziyor. Kara delikler, çevrelerinde birikmiş olan maddeyi çekerken, bu madde hızla dönmeye başlıyor ve sürtünme nedeniyle inanılmaz derecede ısınıyor. Ancak, AT 2021hdr olayında, gaz bulutu doğrudan kara delik tarafından tüketilmesi yerine, kara delikler arasındaki çekimsel etkileşimden dolayı parçalanıp ısınarak ışık yayıyor. Bu durum, kara deliklerin etkileşime girdikleri gaz bulutlarının daha fazla bilgi edinmemize olanak tanıyan nadir bir olay olarak kabul ediliyor.
AT 2021hdr’ın kozmik ölçekte etkisi
Galaksiler, son 30 yılda yapılan araştırma ve gözlemlere bağlı olarak, evrenin yapı taşları olarak kabul ediliyor. Süper kütleli kara delikler ise galaksilerin temel bileşenleri olarak görülüyor. Galaksileri gaz, toz, yıldızlar ve merkezlerinde süper kütleli kara delik bulunan sistemler olarak tanımlayan Dr. Kilerci, “Günümüzde astronomideki en önemli araştırma konularından biri galaksilerin evrimidir, ve süper kütleli karadeliklerinin etraflarındaki maddeye olan etkisi içlerinde bulunduklarını galaksinin evrimini etkilediği için, karadelikler kozmik süreçlerde oldukça önemlidir,” ifadelerini kullandı.
AT 2021hdr olayında ise aynı anda iki kara deliğin etkisinde kalmış bir gaz bulutu söz konusu. Bu gaz bulutu, kütle çekimsel etkileşimler sonucunda ısınarak ışımalar meydana getiriyor. Dr. Kilerci bu ışımaların nispeten küçük ölçekli bir etki olduğunu belirtse de, kara deliklerin galaksilerin merkezlerine ulaşan gazı milyon yıllık zaman dilimlerinde kendi kütletlerine katarak büyüdüğünü ve böylece içinde bulundukları galaksinin gaz içeriğini tükettiğini belirtti. Dr. Kilerci sözlerine, “Galaksinin gaz içeriğinin tükenmesi, galaksi içeriğinin değişmesi anlamına gelir. Bu da kozmik süreçlerde yıldız üretimlerini yani evrimlerini etkiler,” şeklinde devam etti.
AT 2021hdr olayı, iki süper kütleli kara delik ve girdikleri etkileşimleri gözlemleme fırsatı sunarak, astronomi ve kozmoloji alanındaki en önemli araştırma alanları olan galaksiler için önemli bir kaynak oluşturuyor. Etrafındaki gaz bulutunun parçalanmasına neden olan bu ikili kara delik sistemi, kimilerine göre kozmik bir ‘canavar’, kimilerine göre ise kozmik bir ‘mucize’ olarak nitelendirilebilir.
Kaynak: 2N News
