Samanyolu’nun merkezindeki süper kütleli kara deliğin etrafında dans eden bir yıldız gözlemlendi

0
8139
karadelik yıldız ve einstein
karadelik yıldız ve einstein

Avrupa Güney Gözlemevi‘nin (European Southern Observatory) Çok Büyük Teleskopu (Very Large Telescope), Samanyolu’nun merkezindeki süper kütleli kara deliğin etrafında dans eden bir yıldızı gözlemlemeyi başardı. Gözlemler, ilk kez yıldızın yörüngesinin bir elips gibi değil, bir rozet gibi şekillendiğini ortaya koydu.

Yapılan gözlemler sonucunda Samanyolu’nun merkezindeki süper kütleli kara deliğin etrafında dönen bu yıldızın Einstein‘ın genel görelilik teorisinin öngördüğü gibi hareket ettiğini ilk kez ortaya koymuş oldu. Yörüngesi, Newton‘un yerçekimi teorisinin öngördüğü gibi bir elips şeklinde değil bir rozet şeklinde. Schwarzschild‘in metriği olarak bilinen bu etki, daha öncesinde süper kütleli bir kara deliğin etrafındaki herhangi bir yıldız için ölçülmemişti.

Bir sanatçıya ait illüstrasyon çizimi sayesinde gerçeğine yakın bir görüntü elde ederek yıldızın yörünge hareketlerini yandaki görselde ki şekilde görebiliyoruz. [ESO]

Almanya, Garching’deki ‘Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü’ (MPE) müdürü ve bu gözlemin 30 yıllık mimarlarından Reinhard Genzel şunları aktarıyor;

Einstein’ın Genel Göreliliği, bir nesnenin diğerinin etrafındaki bağlı yörüngelerin Newtoncu Yerçekimi’nde olduğu gibi kapalı olmadığını, hareket düzleminde ileriye dönük olduğunu tahmin ediyor. İlk olarak Merkür’ün Güneş çevresindeki yörüngesinde görülen bu ünlü etki, Genel Görelilik lehine ilk kanıttı. Yüz yıl sonra şimdi , Samanyolu’nun merkezindeki yoğun radyo kaynağı Sagittarius A* etrafında dönen bir yıldızın hareketinde de aynı etkiyi tespit ettik. Bu gözlemsel atılım, Sagittarius A* ‘nın Güneş’in kütlesinin 4 milyon katı süper kütleli bir kara delik olması gerektiğine dair kanıtları güçlendiriyor.

Güneş’ten 26.000 ışık yılı uzaklıkta bulunan Sagittarius A* ve etrafındaki yoğun yıldız kümesi, fiziğin kendisini keşfedilmemiş ve yoğun yerçekimi sisteminde test etmek için eşsiz bir laboratuvar sunuyor. Bu yıldızlardan biri olan S2, süper kütleli kara deliğe doğru 20 milyar kilometreden (Güneş ve Dünya arasındaki mesafenin yüz yirmi katı) en yakın mesafeye doğru kayıyor ve bu da onu süper devin yörüngesinde bulunan en yakın yıldızlardan biri haline getiriyor.

Kara deliğe en yakın yaklaşımında bile S2 ışık hızının neredeyse yüzde üçünde uzayda savrularak 16 yılda bir kez yörüngesini tamamlayabiliyor. Astronomy&Astrophysics dergisinde yayınlanan ölçümlerin analizini yöneten MPE’den Stefan Gillessen şöyle ekliyor;

Yıldızı yirmi yılı aşkın bir süredir yörüngesinde takip ettikten sonra, keskin ölçümlerimiz S2 yıldızının Sagittarius A*’nın yörüngesindeki “Schwarzschild’in metriğini” güçlü bir şekilde tespit ediyor

Sagittarius A*’nın etrafında dönen S2 yıldızının hareketini göstermek üzere hazırlanmış bir video. [ESO]

27 Yıllık Gözlemlerin Meyvesi

ESO’nun VLT’si ile yapılan bu çalışma, bilim insanlarının galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara deliğin çevresi hakkında daha fazla bilgi edinmelerine yardımcı olduğu bir gerçek. Bu sonuç, Şili’nin Atacama Çölü‘nde bulunan ESO’nun VLT’sinde birden fazla gözlem teleskobu kullanılarak, S2 yıldızına dair 27 yıllık gözlemlerin getirdiği emeğin adeta uç noktası.

Yıldızın konumunu ve hızını işaretleyen veri noktalarının sayısı yeni araştırmanın eksiksizliğini ve doğruluğunu kanıtlıyor: Görev ekibi GRAVITY, SINFONI ve NACO bilim enstrümanlarını kullanarak toplam 330’dan fazla ölçüm yapmayı başardı. S2’nin süper kütleli kara deliğin yörüngesinde dönmesi yıllar aldığından, yörüngesel hareketinin karmaşıklıklarını çözmek için yıldızı otuz yıla yakın bir süre takip etmek çok ama çok önemliydi.

S2 yıldızının Schwarzschild’in metrik etkisini kullanarak gerçekleştirdiği yörünge hareketini anlatan sanatsallaştırılmış bir animasyon. [ESO]
S2 yıldızı Samanyolu’nun merkezindeki kara deliğe yaklaşırken… [ESO]

ESO’nun yaklaşmakta olan yeni Aşırı Büyük Teleskobu ile ekip, süper kütleli kara deliğe daha da yaklaşan çok daha sönük yıldızları da görebileceklerini düşünüyor. Projenin önde gelen bilim insanlarından biri olan Köln Üniversitesi’nden Andreas Eckart; “Şanslıysak, kara deliğin gerçekte dönüşünü hissedecek kadar yakın yıldız yakalayabiliriz.” Bu, gökbilimcilerin Sagittarius A*’yı nieteleyen ve çevresindeki alanı ve zamanı tanımlayan iki ölçüyü, yani dönüşü ve kütleyi ölçebilecekleri anlamına geliyor.