Galaktik Merkezi Hiç Bu Kadar Detaylı Görmediniz

Bilim insanları yeni MeerKAT Teleskop Dizisi ile galaktik merkezin en detaylı fotoğrafını çekti. Samanyolu galaksisinin merkezinde 4,4 milyon Güneş kütlesinde olan dev bir kara delik bulunuyor. Nitekim fotoğraftaki detayları çekmek için 64 radyo teleskop kullanıldı. Peki galaktik merkezdeki kara deliğin fotoğrafını ne zaman çekeceğiz? Birlikte görelim.

Galaktik Merkez

Merhaba! Şu anda yaşadığımız Samanyolu galaksisinin merkezinin en detaylı fotoğrafına bakıyorsunuz. Bilgisayarda renklendirilen bu fotoğraf, galaktik merkezdeki milyonlarca kara delik, yıldız ve nötron yıldızının yaydığı radyasyondan kaynaklanan radyo dalgalarıyla çekildi. Üstelik bunun için 64 çanak antenden oluşan Güney Afrika Teleskopu Dizisi MeerKAT kullanıldı.

Sırada ise galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara delik Sagittarus A*’nın fotoğrafını çekmek var. Peki bu dev kara deliğin fotoğrafını nasıl çekebiliriz? Ne de olsa kara delikler ışık saçmıyor ve galaksimizin merkezindeki kara delik sürüleri de dev gaz ve toz bulutlarıyla yoğun radyasyon perdesinin ardında gizleniyor. Galaktik merkezdeki yıldızları anlatarak başlayalım.

İlgili yazı: CERN Renkli Röntgen Cihazı Geliştirdi

 

Aman Tanrım! Yıldızlarla Dolu!

Bilimkurgu severlerin fark ettiği gibi, yazımızdaki bu ara başlık Stanley Kubrick’in ünlü filmi 2001: Bir Uzay Efsanesi’nden alınma. Ancak, bu ifade gerçek hayatta da en az filmdeki sahne kadar doğru: Samanyolu’nun merkezindeki yıldız yoğunluğu, Dünyamızın yer aldığı galaksi kolundan çok daha fazla.

Bunun nedeni dinamik sürtünme. Buna göre dev yıldızlar süpernova halinde patlayarak kara deliklere ve nötron yıldızlarına dönüşüyor. Bunlar da oluşum sırasında momentum kaybına uğruyor ve galaksi merkezi çevresindeki dönme hızları azaldığı için merkeze doğru çökerek süper kütleli kara deliğin çevresine yaklaşıyor.

Kısacası galaktik merkez hem canlı hem ölü

Galaksimizin merkezi yüksek oranda radyasyon üreten ve çok sayıda yıldız içeren süper yoğun, süper aktif bir ortam; ancak aynı zamanda, Samanyolu kollarından çok daha fazla sayıda ölü yıldız içeriyor. Bu sebeple galaktik merkezi FRP oyunlarında kullanılan terimle ölü olmayan (undead) olarak adlandırabiliriz. Buradaki nötron yıldızları ve kara delikler hem canlı hem ölüdür.

İlgili yazı: Gerçek Adem: İlk insan ne zaman yaşadı?

 

İşin şiirsel kısmı tamam

Peki bilimsel kısmı? Sagittarius A* süper kütleli kara deliğini saran bir ışık yılı küplük hacimde 10 milyon yıldız bulunuyor! Öyle ki galaktik merkez tam bir yıldız mezarlığı. Ayrıca galaksimizin merkezinde çok sayıda kara delik adayı dev yıldız bulunuyor. Nitekim bugüne dek 100 OB sınıfı ve Wolf-Rayet yıldızı keşfettik.

Üstelik 100 dev yıldızın birkaç milyon yıl önce dev bir gaz ve toz bulutundan oluşmuş olması gökbilimciler için sürpriz oldu. Galaksinin merkezindeki süper kütleli kara delik ve bunu saran binlerce küçük kara delikten oluşan dev sürülerin güçlü yerçekimiyle yol açtığı gelgit dalgalarının, yeni yıldız oluşumunu engelleyeceğini düşünüyorlardı.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

 

Genç yıldızlar paradoksu

Bu sorunun iki açıklaması var: Ya galaksimizin kollarındaki dev bir gaz ve toz bulutu yeni yıldızlar oluşturmak üzere galaktik merkeze battı ya da merkezdeki Sagittarius A* çevresindeki dev birikim diski 100’den fazla dev yıldız doğurdu.

Nitekim galaktik merkeze 2 parsek uzaklıktaki gaz diskinin (kara delik çevresindeki birikim diskiyle karıştırmayın) çok sayıda yeni yıldız oluşturduğunu görüyoruz. Buna karşın merkezdeki radyasyon seviyesi çok yüksek ve uzay ölümcül nötron yıldızlarını tamamlayan tehlikeli kara deliklerle dolu. Bu sebeple galaktik merkezin civarında Dünya benzeri yaşama uygun bir gezegen bulmak zor.

Öte yandan, böyle bir gezegen olsaydı geceleri neredeyse gündüz vakti kadar aydınlık olurdu; çünkü gökyüzünde çıplak gözle görülebilen milyonlarca yıldız bulunurdu.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

 

Tehlike çanları

Samanyolu gibi yetişkin galaksilerin ne tür süreçlerle yeni yıldızlar doğurduğunu bilmiyoruz. Tabii ki Samanyolu kollarında yıldız beşikleri olduğunu ve bunların her seferinde 15-20 yıldız doğurduğunu biliyoruz. Ancak, Samanyolu’nun gaz ve toz bulutu süreçlerini pek anlamıyoruz.

Örneğin, bilim insanları galaktik merkezi saran gaz bulutunun 200 milyon yıl içinde milyonlarca yeni yıldız doğuracağını ve bunun da süpernova patlamalarının sıklığını yüzlerce kat artıracağını hesapladılar.

Gerçi Dünyamız galaksinin merkezine 25 bin ışık yılı uzakta olduğundan bizim için pek bir tehlike yok; ama gelecekte bölgede kurulacak olası dünya dışı uygarlıklar için sorun büyük (Sahi Herkes Nerede?).

Peki galaktik merkezdeki yıldız patlaması tek seferlik bir olay mı? Yoksa Samanyolu Andromeda galaksisi ile çarpışıp tüm gaz stoklarına tüketene kadar bu olay defalarca tekrarlanacak mı? Samanyolu kollarındaki gaz ve toz bulutları periyodik olarak merkeze çöküyor mu? Henüz bilmiyoruz. Ancak galaksi merkezindeki kara deliği daha iyi tanıyoruz:

İlgili yazı: Mobil İnternette Video İzleme Rehberi

 

Sagittarius A*’nın yükselişi

Bilim insanları Samanyolu’nda bu sürecin her 500 milyon yılda tekrarlandığını düşünüyor. Ancak galaktik merkezdeki yıldız oluşumunun yıldız patlaması olarak adlandırılacak kadar hızlanması da büyük sorun:

Sonuçta süpernovaların ölüm ışınları (gama ışını patlamaları) bize ulaşmasa da süper kütleli kara deliğin geçici olarak aktifleşip bir kuasara dönüşmesi mümkün. Bu durumda Sagittarus A* çevredeki gaz ve toz bulutlarını yutacak, yutamadıklarını da ışık hızının yüzde 90’ı ile kutuplarından uzaya püskürtecek.

Her ne kadar Dünyamız kara deliğin üstünde veya altında yer almadığı için ana ölüm ışınlarından korunacak olsak da galaktik merkezde artan radyasyon, Dünya için dolaylı yollardan tehlikeli olabilir. Özellikle de Güneş’in gezegenlerle birlikte galaktik merkez çevresinde her 220 milyon yılda bir tur attığına dikkat edecek olursak.

Demek istiyorum ki bu sırada kara delikle aramızda koruyucu gaz ve toz bulutlarının olmadığı bir boşluğa denk gelebilir ve artan radyasyondan etkilenebiliriz. Bu da en azından Dünya’daki canlılarda zararlı mutasyon oranını artırabilir.

İlgili yazı: Tutkuların Peşinden Koşarak Mutlu Olun

 

Yaşlı yıldız paradoksu

Yukarıda genç yıldız paradoksunu gördük; ama bir de galaktik merkezdeki yaşlı yıldızlar paradoksu var. Teorik modeller galaktik merkezde genç yıldızlardan çok daha fazla sayıda yaşlı yıldız bulunması gerektiğini gösteriyor.

Ayrıca yaşlı yıldız sayısının Sagittarius A* kara deliğine yaklaştıkça artması gerekiyor. Oysa galaktik merkezdeki süper kütleli kara deliğin çevresinde Bahcall–Wolf avuçlaması denilen bu oluşumu göremiyoruz. Tersine süper kütleli kara deliğimizin çevresinde yıldız içermeyen boş bir alan var. Peki deyim yerindeyse kara deliği saran bu ikinci deliği nasıl açıklayabiliriz?

Oburluk desek?

Şimdi diyeceksiniz ki “Aman hocam, tek derdin bu olsun. Kara delik işte. Çok yakına gelen yıldızları yutuyor ve etrafını boşaltıyor.” Aslında olay o kadar basit değil. Bunun yörünge mekaniğine daha uygun bir açıklaması var.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

 

Katapult etkisi

Bu kez topun icadından önceki yıllara, Ortaçağa geri dönüyoruz. O zamanlar şatoların surlarını yıkmak için dev taşlar atıyorduk. Bunları da katapultlarla fırlatıyorduk. Şimdi kara delikleri dev bir katapult, hatta katapult irisi mancınık (trebüşe) olarak düşünebilirsiniz.

Öyle ki kara delikler sadece çok yakına gelen yıldızları yutarlar. Sadece yakına gelen çok sayıda yıldızı ise uzaklara savururlar. İşte galaktik merkezlerdeki pasif süper kütleli kara deliklerin yakın çevresinde yıldız bulunmamasının sebebi bu olabilir (Nitekim yıldız kütleli kara deliklerin oluştuktan sonra Samanyolu merkezine çökmesini sağlayan dinamik sürtünme etkisi budur).

Öyleyse bizi galaktik merkezi açıklamak için bu kadar uğraştıran Sagittarius A* cismini daha yakından görelim.

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

 

Mini süper kütleli kara delik

Galaktik merkezdeki yerel süper kütleli kara deliğimiz sadece 4,4 milyon Güneş kütlesinde. Doğrusu bu hesaplamada baz alınan Güneşimiz de büyük kütleli bir yıldız değil. Ayrıca evrende 2 milyar Güneş kütleli süper kara delikler son derece yaygın ve bunların maksimum cüssesi 40 milyar Güneş kütlesine erişiyor!

Örneğin, Interstellar filmindeki Gargantua bile 100 milyon Güneş kütlesinde ve yaklaşık 150 milyon km çapında. Sagittarius A* ise 44 milyon km çapında ki bu da Dünya’nın Güneş’e uzaklığının üçte birinden az.

Yine de şükretmeliyiz. Belki de Samanyolu’nun hayata elverişli bir galaksi olmasının nedeni merkezindeki süper kütleli kara deliğin küçük, çelimsiz ve sakin bir cisim olmasıdır. Hiç kimse komşu galaksileri bombalayacak kadar güçlü ölüm ışınları yayan bir kuasarın yakınında yaşamak istemez.

İlgili yazı: Evren Bir Simülasyon mu?

 

Ancak gezi parkı değil

5 Ocak 2015’te NASA, süper kütleli kara deliğimizin çevresinde normalden 400 kat büyük bir parlama tespit ettiğini duyurdu. Bu sıra dışı olaya kara deliğe düşen bir asteroit yol açmış olabilir. Diğer sebebi de Sagittarius A*’nın içine akan iyonize gazın oluşturduğu görünmez manyetik çizgilerin kopması olabilir.

Her durumda, süper kütleli kara deliğin çevresinin gezinti alanı olmadığını ve uzay gemilerini yok edecek birçok tehlike barındırdığını biliyoruz. Ancak, elimizdeki sınırlı teknoloji nedeniyle galaktik merkezi süper kütleli kara delikten önce keşfediyoruz ve bunu da Güney Afrika’daki MeerKAT teleskop dizisine borçluyuz.

Mirketlerin öyküsü

Bir kere MeerKAT teleskop dizisi 64 kundağı motorlu çanak antenden oluşuyor. Bunlar gökyüzünde istenen yöne dönüyor. Ayrıca birlikte çalışarak 10 km genişliğindeki bir çanaktan daha detaylı çekimler yapıyor. Bunun dışında teleskop dizisi adını Afrika’da yaşayan mirket isimli küçük memeli hayvanlardan alıyor.

İlgili yazı: Yoksa Kara Delikler Yok mu? İşte Size 5 Çılgın Alternatif

 

Ne işe yarıyor?

NASA Goddard Uzay Uçuşları Merkezi’nden Erin Ryan, MeerKAT teleskoplarının galaktik merkezdeki ince gaz filamanlarını çok detaylı olarak gösterdiğini söylüyor. Öyle ki bu detayları kızılötesi, X-ışını ve görünür ışıkla çalışan Spitzer, Chandra ve Hubble teleskoplarıyla görmemiz imkansız.

Oysa Samanyolu galaksisinin son 10 milyarda nasıl oluşup şekillendiğini ve her 500 milyon yılda galaktik merkezde yeni toplu yıldız oluşumlarını nasıl tetiklediğini görmek için bu detayları bilmemiz gerekiyor.

Sonuçta 330 milyon dolara mal olan MeerKAT, galaktik manyetik alan çizgilerini ortaya çıkarıyor ve aslında 2022 yılında kullanıma girecek olan çok daha büyük bir teleskop dizisinin küçük parçası olarak tasarlanmış bulunuyor. Bu dev projenin adı ise:

İlgili yazı: Şemsiye Teleskop Aragoskop >> Hubble’dan 1000 kat güçlü teleskop kara delikleri arayacak

 

Kilometrekare dizisi

MeerKAT Teleskop dizisi 64 çanak anteniyle ile Avustralya ve Güney Afrika’da inşa edilecek olan çok daha büyük bir projenin ilk parçasını oluşturuyor: Kilometrekare dizisi. Bu sistem iki ülkede konuşlanan toplam 3000 çanaktan oluşacak ve günümüzün en büyük radyo teleskoplarından 100 kat güçlü olacak.

Öyle ki hem galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara deliği hem de evren de 13,6 milyar yıl önce oluşan ilk yıldızları; yani evrendeki ilk ışığı görecek. Biz de İngilizcesi Square Kilometer Array olan bu projeyi SKA olarak kısaltıyoruz.

İlgili yazı: Şemsiye Teleskop Starshade >> NASA yeni dünyalar bulmak için teleskopa gölgelik takacak

 

LISA’nın eş değeri

Nasıl ki uzaya gönderilecek olan LISA uyduları evrenin doğum anından kalan ilkin kütleçekim dalgalarını görecek (bunun için de çözünürlüğü artırmak üzere galaksimizdeki nötron yıldızlarını kullanacak), SKA da evrendeki ilk ışığı görecek.

Bu açıdan bakarsak Hubble uzay teleskopunu da kat kat aşacak; çünkü ilk ışık aradan geçen 13,6 milyar yıllık zamanda radyo dalgalarına kaymış bulunuyor ve görünür ışıkta çalışan güçlü Hubble uzay teleskopu bile bu ışığın zayıf sinyalini göremiyor.

Peki galaksimizin merkezindeki 4,4 milyon Güneş kütleli dev kara delik Sagittarius A*’nın kendinden küçük 2 ya da 3 süper kütleli kara delik arkadaşı olabileceğini biliyor musunuz? Bundan emin değiliz; ama en azından, Sagittarius A* kara deliğinin kendisini saran birikim diskinde yeni gezegenler doğurduğunu biliyoruz.

Siz de gezegen doğuran kara deliği hemen şimdi okuyabilir veya kara deliklerin kendilerine çok yaklaşan yıldızları nasıl yuttuğuna bakabilirsiniz. Ancak, kendinizi gerçekten cesur hissediyorsanız Dünya boyunda dev teleskopla galaktik merkezlerdeki kara deliklerin fotoğrafını nasıl çekeceğimizi de göz atabilirsiniz. Denize erişimi olanlar yüzmeyi ihmal etmesin ve güzel bir Cumartesi olsun.

Sagittarius A* nasıl keşfedildi?

¹MeerKAT launch with dramatic Milky Way black hole image