Süper kütleli kara deliklerin varlığı nasıl kanıtlanır?
İster yağmur ormanlarını ister uzayda çalışın, doğanın gözlemlenmesi genellikle beklenmedik sonuçlar ve yeni gizemler getirir. 1950'lerde Radyo astronomisi İlk başladığında, böyle bir keşfe yol açacağını bilmiyorduk: Galaksilerin merkezleri, Samanyolu da dahil olmak üzere, devasa ve ürkütücü kara deliklere sahip görünüyor - milyonlarca ila milyarlarca kez güneş kütlesinin. .
Yıllar sonra, bunların arandığını hala kanıtlayamıyoruz Süper kütleli kara delik Canavarlar var. Ancak yakın zamanda Royal Astronomical Society'nin Aylık Bülteninde yayınlanan yeni araştırma, bunu bir gün yapmamıza yardımcı olabilir.
Kara deliklerin var olduğu nasıl kanıtlanır?
İlk radyo gökbilimcileri, bazı galaksilerin yaydığını keşfetti Radyo dalgası (Bir tür elektromanyetik radyasyon). Galaksilerin bazen çarpıştığını ve birleştiğini biliyorlar, bu yüzden doğal olarak bunun radyo radyasyonuyla ilgili olup olmadığını bilmek istiyorlar. Ancak, yıllar içinde yapılan daha iyi gözlemler bu görüşü çürüttü.
Ayrıca radyo dalgalarının dar jetler şeklinde yayıldığını keşfettiler, bu da bu enerjinin galaksinin çekirdeğinin küçük bir bölgesinden geldiği anlamına geliyor. Radyo dalgalarının enerjisi gerçekten çok büyüktür - genellikle galaksideki tüm yıldızların parlaklığının toplamından daha fazladır. Bu kadar büyük miktarda enerjinin nasıl üretileceğine dair çeşitli öneriler var. 1970'lere kadar bilim adamları nihayet süper kütleli kara deliklerin suçlu olabileceğini öne sürdüler. Bu nesneler artık Quasar .
Teorik model, bu gök cisimlerinin tüm küçük bir galaksiye eşdeğer bir kütleye sahip olduğunu, ancak tüm kütlelerinin Dünya'nın güneş etrafındaki yörüngesine eşdeğer bir uzayda toplandığını tahmin ediyor. Bununla birlikte, yalnızca bazı galaksiler enerji patlamaları ürettikleri için süper kütleli kara deliklerin ne kadar yaygın olduğu belirsizdir. 1990 yılında Hubble Uzay Teleskobu'nun gelişiyle, radyo patlamaları yaymayan yakın galaksilerin çekirdekleri nihayet incelenebilir. Ayrıca süper kütleli kara delikler içeriyorlar mı?
sonuç gösterir, Birçok galaksinin çekirdeğinde süper kütleli kara delikler bulunur. . Gökbilimciler, yerçekimi kütlesinin etrafındaki maddeyi herhangi bir ışık yaymadan etkilediğine dair işaretler gözlemlediler. Samanyolu'nun merkezinde bile, şimdi adı verilen süper kütleli bir kara deliğin kanıtları vardı. Yay A * . O zamandan beri gökbilimciler, süper kütleli kara deliklerin gerçek olduğuna ve bazı galaksilerin aşırı enerji patlamalarını makul bir şekilde açıklayabileceğine giderek daha fazla inanıyorlar.
Yay A * ve en son patlamadan gelen ışığın yankısı. | Görüntü kaynağı: NASA'nın Chandra X-Ray Gözlemevi
Ancak, henüz kesin bir kanıt yok. Bazı süper kütleli kara delikler jetler yaysa da, Bu jetler kara deliğin kendisinden değil, kara deliğin etrafından gelir. . Peki, tamamen karanlık bir şeyin var olduğunu nasıl kanıtlayabilirim?
Einsteinın genel görelilik teorisinin tanımına göre, bir kara delik Olay ufku (Olay Ufku), ufkun içindeki sınırın uzay alanıdır, ışık bile kaçamaz. Bu nedenle, gökbilimciler için çok zor bir görevdir: hiçbir şey yaymayan nesneleri görmeleri gerekir.
Kara deliğin ufku. | Resim kaynağı: Wikipedia
Sadece Yıldız kara delik , Bu tür iki kara delik birleştiğinde yayacaklarına dair gerçekten kanıt var. Yerçekimi dalgaları Bu, 2015'te kaydedilen uzaydaki ilk küçük dalgalanmadır. Bu keşif kara deliklerin varlığını kanıtlıyor, bazen çiftler halinde var oluyorlar ve birleşiyorlar. Bu büyük başarı, 2017 Nobel Ödülü'ne layık görüldü.
için Normal boyutta kara delik Ayrıca nereden geldiğine dair iyi bir anlayışa sahibiz. Güneşin kütlesinden çok daha büyük bir kütleye sahip bir yıldızın ardından geriye kalan bu kara deliklerdir.
Ama için Süper kütleli kara delik , Hem varlığı hem de kaynağı sisin içinde örtülmüştür.
Kara delikler çarpışır, birleşir ve yerçekimi dalgaları yayar. | Resim kaynağı: LIGO
Birbirlerinin etrafında dönen kara delikler
Bugün, süper kütleli kara deliklerin ürettiği radyo atışlarının çoğunun aslında çiftler halinde dönen kara deliklerin sonucu olabileceğine dair işaretler var. Bu bulgular, kara delik bölgesinde gözlemlenen radyo haritasının galaksinin merkezindeki bir bilgisayar modeli ile karşılaştırılmasıyla yapılmıştır.
İkinci kara deliğin varlığı, ilk kara deliğin ürettiği fıskiyenin yüzbinlerce yıllık bir süre içinde periyodik olarak yön değiştirmesine neden olacaktır. Gökbilimciler bunu fark etti Jet yönündeki periyodik değişiklikler Galaksinin merkezindeki radyo haritasında çok özel bir işaret oluşturacak.
Jet, enerjiyi çevredeki parçacıklara atarak bir taç yaprağı oluşturur. | Resim kaynağı: Martin Krause
% 75'teyiz " Radyo galaksisi Bu modelin kanıtı örneklerde (radyo dalgaları yayan galaksiler) bulundu. Süper kütleli kara delik çiftleri istisnalar değil kurallardır . Bu tür kara delik çiftleri aslında galaksiler birleştikten sonra oluşmalıdır. Her galaksi süper kütleli bir kara delik içerir.Kara delikler, tüm yıldızlardan daha ağır oldukları için, yeni oluşan galaksinin merkezine batarlar, burada önce bir çift sıkı kara delik oluştururlar, sonra birleşip yerçekimi dalgalarını yayarlar.
Gözlemlerimiz, süper kütleli kara deliklerin çiftler halinde varlığına dair önemli kanıtlar sağlasa da, Bu doğrudan bir kanıt değil . Gözlemlediğimiz şey hala bir şekilde kara deliklerin sadece dolaylı etkileri. Tıpkı sıradan kara delikler gibi, süper kütleli kara delik çiftlerinin varlığını tam olarak kanıtlamak için, onlar tarafından yayılan yerçekimi dalgalarını tespit etmek gerekir.
Mevcut yerçekimi dalgası teleskopları, yalnızca yıldız kütleli kara deliklerden gelen yerçekimi dalgalarını tespit edebilir. Bunun nedeni, birbirlerinin çok daha hızlı yörüngede dönmeleri ve bu süreç tarafından üretilen yerçekimi dalgalarının frekansı daha yüksek, ki bunu tespit edebiliyoruz. Ancak, yeni nesil enstrümanlar da kayıt yapabilecek Düşük frekanslı yerçekimi dalgaları - Muhtemelen bir çift süper kütleli kara delikten. Bu, nihayetinde süper kütleli kara deliklerin varlığını kanıtlayacak - ilk süper kütleli kara delik önerisinden yarım yüzyıl sonra. Bir bilim insanı olarak, bu gerçekten heyecan verici bir zaman.
Metin: Martin Krause (Kıdemli Öğretim Görevlisi, Hertfordshire Üniversitesi)
Orijinal başlık "Süper kütleli kara delikler: Nihayet var olduklarını kanıtlamamıza yardımcı olabilecek birleşmelerin işaretlerini gördük" ve ilk olarak 24 Ekim 2018'de The Conversation'da yayınlandı. Orijinal bağlantı: https://theconversation.com/supermassive-black-holes-weve-spotted-signs-of-mergers-that-may-finally-help-us-prove-they-exist-105438. Çince içerik sadece referans içindir ve tüm içerik orijinal İngilizce versiyona tabidir.
