Sagittarius A*'ya ait çizim. [NRAO/AUI/NSF]
Okuma süresi: 4 dakika

Uluslararası bir araştırma ekibi, Olay Ufku Teleskobu’nu (EHT) kullanarak süper dev bir karadeliğe yönelik ilk doğrudan gözlemi gerçekleştirdi. Şili’nin Atacama Çölü’ndeki 66 radyo anteninden oluşan ALMA’nın başını çektiği EHT, 12 Nisan’da gerçekleştirilen gözlemde 25,000 ışık yılı ötedeki Sagittarius A*’nın ilk doğrudan görüntülerini elde etti. Astronomi tarihinde bir ilki temsil eden küresel araştırma, Sagittarius A*’nın karadeliklerde ışığın bile kaçamadığı ‘olay ufku’ bölgesine odaklandı. Gözlemde elde edilen veriler, Almanya ve ABD’deki iki laboratuvarda yer alan süperbilgisayarlarda işlendikten sonra fotoğraflara dönüştürülecek. İnsanlığın bir süper dev karadeliği doğrudan görmesini sağlayacak görüntülerin, 2018 başlarında hazır olması bekleniyor.

Yapılan çalışma hakkında detaylı bilgilere ulaşmak için EHT hakkındaki ilk makaleye göz atabilirsiniz.

EHT ne kadar güçlü?

EHT projesinde dört kıtada yer alan çok güçlü radyo teleskoplar kullanıldı. Her birinin eşzamanlı olarak aktif edilerek sanal bir teleskoba dönüştürülmesi kısaca Çok Uzun Hatlı İnterferometre (VLBI) olarak biliniyor. Yapılan taramada, Samanyolu’nun merkezindeki Sagittarius A*’nın yanı sıra, en yakın galaksi olan (53 milyon ışık yılı) Messier 87’nin merkezindeki karadelik de görüntülendi. Gözlemde yer alan teleskoplar şunlar: Atacama Large Millimeter/submillimeter Array – ALMA (Şili), Arizona Radio Observatory Submillimeter Telescope (ABD), IRAM 30-meter Telescope (İspanya), Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano (Meksika), South Pole Telescope (Antarktika), James Clerk Maxwell Telescope and Submillimeter Array (Hawaii).

Olay Ufku Teleskobu’nda yer alan gözlemevlerinin konumları. [MIT Haystack Observatory]
EHT projesinde yer alan Uluslararası Radyo Astronomisi Araştırma Enstitüsü’nden (IRAM) Michael Bremer, AFP haber ajansına yaptığı açıklamada projenin mantığını kısca şu şekilde izah etti:

“Nihayetinde kendi ağırlığı altında çökecek bir teleskop yapmak yerine, dev bir aynanın parçalarını bir araya getirir gibi sekiz gözlemevi kullandık. Böylece çapı 10,000 kilometre olan, neredeyse Dünya kadar büyük bir teleskop elde ettik.”

EHT’nin gözlem gücüne örnek verilirse, bu bir beyzbol topunun üzerindeki dikişleri 13,000 kilometre öteden detaylı bir şekilde görebilmeye benziyor.

Derin uzayın en görkemli süper dev karadelik tablosu

Gözlem nasıl yapıldı?

Karadelikler olay ufku bölgesine düşen tüm madde ve ışığı emdiği için zaten görülmeleri çok zor. Dahası, saçtıkları anormal enerjinin çevrelerinde oluşturduğu sirkülasyon, dev kozmik yapıları bloke eden bir ışık kirliliği oluşturuyor. EHT ise gözlem gücünün avantajını kullanarak maddenin Sagittarius A* olay ufkuna düştüğü esnada çıkardığı ışığı tespit etmeye çalıştı. 5 Nisan Çarşamba’dan 11 Nisan Salı’ya kadar süren gözlemde, EHT Samanyolu’nun merkezine odaklanarak Sagittarius A*’nın olay ufkunda ne olup bittiğini takip etti.

Beş gün süren gözlemlerin sonunda gökbilimciler 1 PB (petabyte) büyüklüğünde veri topladı. Veriler, MIT Haystack Radyo Gözlemevi ile Almanya’nın Bonn kentindeki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü süperbilgisayarlarında işlenecek. Bremer, “Tarihte ilk kez karadelikleri detaylı olarak gözlemleyebilecek teknolojik kapasiteye sahibiz… Ancak ilk görüntülerin oluşturulması aylar sürecek” ifadesini kullandı.

Bu durumun temel sebebi, EHT’de yer alan Güney Kutbu Teleskobu tarafından elde edilen verilerin sadece Antarktika’da bahar başladığında toplanabilmesi. Bu da, en erken Ekim 2017’de gökbilimcilerin bu verileri alabileceği ve diğer teleskoplardan toplanan verilerle bir araya getirebileceği anlamına geliyor. EHT ekibinin tahmini, Sagittarius A*’ya ait ilk görüntülerin Ocak 2018’de ortaya çıkacağı yönünde.

MIT Haystack Gözlemevi.

Ne elde edilecek?

Newsweek’e konuşan MIT Haystack gözlemevinden Vincent Fish, elde edilen veriler ile bir karadelikten içeri ve dışan akan materyalleri görmeyi umduklarını söyledi. Fish, “Dairesel, karanlık bir bölgenin belireceği asimetrik bir görüntü elde etmeyi umuyoruz. Bu, karadeliğin gölgesini temsil edecek. Bu yapının köşesinde ise foton halkasını (çekim kuvvetinin çok fazla olmasından dolayı fotonların yörünge ile hareket ettiği dairesel bölgeler) temsil eden parlak bir nesne görebiliriz. Foton halkasının etrafı ise bir yüzü parlak, diğer yüzü sönük belirecek. Kısaca bir hilal gibi görünecek.”

Karadelik gözlemi, Einstein’ın Görelilik Teorisi’ni sınamak adına da yeni bir basamağı temsil ediyor. Fish, “Hilal benzeri yapının sebebi, karadeliğe yakın materyalin ışık hızının yaklaşık onda birinde hareket etmesi. Özel görelilik kuramı parçacıkların foton saçtıkları zaman eğer size doğru hareket ediyorlarsa çok parlak olacaklarını söyler. Eğer sizden öteye hareket ediyorlarsa, sönükleşirler. Bu da ortaya asimetri çıkarır” dedi.

EHT ile toplanan veri, Görelilik Teorisi’nin doğruluğunu en uç noktada sınayacakken, karadeliklerin doğası hakkında da eşi benzeri olmayan bir bakış açısı sunacak. Fiziğin en karmaşık laboratuvarı olarak ifade edilebilecek karadelikler, olağanüstü çekim güçleri sayesinde geri dönüşü olmayan olay ufku bölgesinden ışığın bile kaçamamasına neden oluyor. Karadeliklerin merkezinde ise tekillik yatıyor. Tek boyutlu ve akıl almayacak kadar küçük olan, buna rağmen olağanüstü bir kütleye sahip nokta. Tekillikte, uzay-zamanın sonsuz büküldüğü ve fizik kanunlarının ortadan kalktığı kabul ediliyor.

Fish, ‘kuantum mekaniğine göre bilginin gerçekten yok edilemeyeceğini, bu yüzden karadelik tarafından emilmiş bilgilerin de bir düzende saklı kalmış olması gerektiğini’ belirtti. Buna rağmen, ‘karadelikler bir çeşit ne olduğu bilinmeyen arızayı’ temsil ediyor. Kısaca içindeki bilgi nasıl okunabilir, bilmek şu an çok zor.

Karadelik gözlemcisinden galaktik merkezin ilk görüntüsü

Bir karadeliğe ait çizim. [Bronzwaer/Davelaar/Moscibrodzka/Falcke/Radboud University]

Karadeliklerin yeme alışkanlıklarını öğrenebiliriz

EHT ile oluşturulacak ilk görüntüler, Görelilik Teorisi için bir sınav olacak. Bugüne kadar yanılmayan Einstein’ın muhtemelen yine yol gösterici olarak belireceği sonuçlar, yukarıda belirttiğimiz kozmik şekillere işaret edecek. Sagittarius A*’nın kütlesi ve Dünya’dan mesafesi çok iyi bilindiği için doğrudan ilk gözlemin karadeliğe ait gölgeyi ve hilal şeklinde foton halkasını göstermesi bekleniyor. Eğer Görelilik Teorisi’nin dediği doğru ise foton halkası dairesel olacak. Gökbilimcilerin yapacağı ilk iş de belli bir çapa sahip olacak halkanın şeklini kontrol etmek olacak.

Uzun vadede, astrofizikçilerin amacı karadeliklerin ne kadar materyal emebildiği ve püskürttükleri jet akımıyla uzaya ne kadar madde saçtıklarını anlamak. Fish, bu sayede karadeliklerin etrafındaki uzay-zamanı anlamak için Genel İzafiyet teorisinin yeterince doğru bir açıklama yapıp yapmadığını kontrol edecek. Fish, teorinin zayıf çekim alanı kapsamında 1919’da Arthur Eddinton’a kadar uzanan gözlemlerle sınandığını ancak güçlü çekim alanında ilk kez test edileceğini belirtti. “Bir karadelikten daha güçlü bir çekim alanı da olamaz.”

EHT projesinin Meksika ayağında yer alan Gopal Narayanan, Newsweek’e beklentilerini özetledi:

“Olay ufku, fiziği en uç noktada test etmemizi sağlayan laboratuvar. Bu gözlemler sayesinde karadelikler hakkındaki tüm çılgın teorileri sınayabileceğiz. Bu projeden gelecek veriler sayesinde karadelikler hakkında geçmişte ortaya çıkaramadığımız bilgileri görme şansımız olacak.”

Jet akımı saçan bir karadeliğe ait çizim. [NASA/JPL-CALTECH]