Yeni teknoloji, bilim insanlarının Samanyolu'nun merkezindeki kara deliği daha net görmelerini sağlıyor
Samanyolu'nun merkezinde neredeyse hayal bile edilemeyecek kadar büyük bir kara delik yatıyor. Süper kütleli kara delik (SMBH) olarak adlandırılır ve gökbilimciler neredeyse tüm büyük galaksilerin merkezinde bir kara delik olduğuna inanırlar. Ancak, kimse onu gerçekten görmedi: bunların tümü doğrudan gözlemlere değil, kanıta dayanmaktadır.
Samanyolu'ndaki süper kütleli kara deliğe Yay A * denir. Kütlesi güneşin yaklaşık 4 milyon katıdır. Bilim adamları onun varlığını biliyorlar çünkü ona yakın madde üzerindeki etkisini görebiliyoruz. İnterferometri adı verilen bir tekniği kullanan bir grup bilim adamı sayesinde, artık Yay A * 'nın en iyi görüşüne sahibiz.
Yay A * gibi bir kara delik, gaz ve tozu çekmek için güçlü yerçekimi kullanır ve gaz ve toz deliğin etrafında döner. Bir şekilde çok fazla enerji yayılır ve gökbilimciler bu yayılan enerjiyi görebilirler. Ancak gökbilimciler bu enerjiyi neyin serbest bıraktığını tam olarak belirleyemezler. Dönen maddeden mi geliyor? Yoksa kara delikten fırlatılan maddeden mi?
Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden (CFA) Michael Johnson şunları söyledi: Yay A * 'dan radyasyon kaynağı onlarca yıldır tartışılıyor. Bazı modeller radyasyonun bir kara delik tarafından yutulan bir madde diskinden geldiğini tahmin ediyor. Diğer modeller onu kara delikten yayılan madde jetine atfediyor. Kara deliğin daha net bir gözlemi olmadan, bu iki olasılığı göz ardı edemeyiz. "
Aktif galaksiler için enerji sağlayan süper kütleli bir kara deliği çevreleyen yığılma diskinin bir görüntüsü. Gökbilimciler, Samanyolu'nun süper kütleli kara deliğinden yayılan enerjinin, maddenin kara delikten fırlatılmasından mı yoksa kara deliğin yakınındaki dönen maddenin birikme diskinden mi kaynaklandığını bilmek istiyorlar.
Bu nedenle kara delikleri anlamak, gökbilimcilerin kara delik alanını daha net gözlemlemeleri gerektiği anlamına gelir. Ancak Yay A *, galaksinin merkezi ile aramızdaki yoğun elektron bulutu tarafından gizlenmiştir. Bu bulutlar kara delikler hakkındaki görüşümüzü bulanıklaştırır ve bozar.
Bir grup gökbilimci, Yay A * 'da neler olduğunu daha net görmek için bu elektron bulutlarını başarıyla kullandı. Bu ekip Radburg Üniversitesi'nde doktora öğrencisi Sara Issaoun tarafından yönetilmektedir. Çok Uzun Temel İnterferometri (VLBI) adı verilen bir tekniğe güvenirler.
Sonuç nedir? Bu, Samanyolu'ndaki süper kütleli bir kara deliğin şimdiye kadar çektiğimiz en net görüntülerinden biri.
Küresel milimetre düzeyinde VLBI dizisi
Girişimölçer, uzaktaki nesneleri daha etkili bir şekilde görüntülemek için birden fazla teleskop kullanan bir tekniktir. Mesafe ne kadar uzaksa, taban çizgisi o kadar uzun ve etkili diyafram o kadar büyük olur. Bu araştırmada kullanılan çok uzun temel interferometri tekniğini kullanan her bir teleskop, dünyayı kapsayarak devasa bir sanal teleskop yaratır.
Ancak başka interferometreler de var, ancak Yay A'yı * o kadar net görmüyorlar. Bu araştırmanın arkasındaki ekip, interferometride başka bir ilerleme kaydetti. Şili'nin güçlü ALMA'sını (Atacama Büyük Milimetre Dalga Dizisi) faz sistemi adı verilen yeni bir elektronik cihazla donattılar. Bu, zaten bir interferometre olan ALMA'nın, GMVA (Global 3mm VLBI Array) adı verilen diğer 12 teleskop ağına katılmasına izin verir. Adından da anlaşılacağı gibi GMVA zaten çok uzun bir temel interferometredir. Bu nedenle, GMVA ve ALMA kombinasyonu süper bir VLBI oluşturur.
Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi'nden Shep Doeleman şunları söyledi: "ALMA'nın kendisi 50'den fazla radyo diskinden oluşan bir koleksiyondur. Yeni ALMA faz sisteminin büyüsü, tüm bunların Radyo diski bir teleskop gibi çalışabilir ve hassasiyeti 75 metreden fazla çapa sahip bir radyo diskine eşdeğerdir. Bu hassasiyet ve And Dağları'ndaki yüksek konumu, Yay A * ile ilgili araştırmalar için mükemmel bir seçimdir. "
Radyo gökbilimci Lindy Blackburn şöyle açıkladı: "Görüntü kalitesindeki ilerleme iki faktörden kaynaklanıyor. Yüksek frekanslı gözlemler sayesinde, yıldızlararası maddeden gelen görüntülere verilen zarar o kadar ciddi değil. ALMA ile enstrümanlarımızın çözünürlüğü iyileştirildi. İki katına çıktı. "
Sol üst köşe: 86GHz'de Yay A * simüle edilirken yıldızlararası saçılma yoktur. Sağ üst köşe: Yıldızlararası saçılma simülasyonu. Sağ alt köşe: Gözlenen Yay A * görüntüsü. Sol alt köşe: Yıldızlararası saçılmanın etkisi ortadan kaldırıldıktan sonra gözlemlenen Yay A * görüntüsü.
Peki bilim adamları bu yenilikten ne öğrendi? Bu üstün görüntüler, süper kütleli kara deliğimizi anlamalarına nasıl yardımcı olur?
Yeni görüntü, Yay A * 'dan gelen radyasyonun simetrik bir şekle sahip olduğunu ve beklenenden daha küçük olduğunu gösteriyor - kapsamı 300 milyonun yalnızca bir kısmı. Ison şöyle açıkladı: "Bu, radyo emisyonunun radyo jetleri yerine bozulmuş bir gaz diskinde üretildiğini gösterebilir." Ison, bu görüntülere dayanarak bilgisayar simülasyon testleri gerçekleştirdi. Ancak bu Yay A'yı radyo yayan diğer kara deliklere kıyasla bir istisna haline getirecek. Bir başka olasılık da, radyo jetinin neredeyse doğrudan bize yönlendirilmiş olmasıdır.
Yay A * tarafından yayılan enerji hakkında pek çok tartışma var. Toplama diskindeki dönen, ısıtılmış maddeden veya kara delikten çok uzaktaki bir madde jetinden üretilen maddeden gelsin. Nerede olduğumuza bağlı olabilir.
Bu resim, ışık hızına yakın bir hızda dışarıya doğru akan jetlerle "beslenen" veya aktif süper kütleli bir kara deliği göstermektedir. Bu tür aktif kara delikler genellikle eliptik galaksilerin merkezinde görülür. Bir jet dünyaya çarparsa, nesneye blazar denir.
Ison'un öğretmeni, Radeburg Üniversitesi'nde radyo astronomisi profesörü olan Heino Falcke'dir. Falk bu sonuca şaşırmıştı ve geçen yıl Falk bu yeni jet modelinin imkansız olduğunu düşünmüştü. Ancak son zamanlarda, başka bir grup araştırmacı, ESO'nun ultra büyük optik teleskop interferometresini ve ayrı bir teknolojiyi kullanarak benzer sonuçlara ulaştı. Falk, "Belki de bu doğrudur, bu canavara çok özel bir perspektiften bakıyoruz."
Gökbilimcilerin Yay A * ile ilgili araştırmaları henüz bitmedi. Bu süper kütleli kara deliği daha ayrıntılı olarak gözlemlemeyi planlıyorlar. Sagittarius A * 'nın 86 GHz'deki ilk gözlemi, yalnızca birkaç teleskopun bulunduğu 26 yıl öncesine kadar izlenebilir. Yıllar geçtikçe, daha fazla teleskopun eklenmesiyle, veri kalitesi istikrarlı bir şekilde iyileşmiştir.
Sırada Ufuk Teleskobu (EHT)
Ufuk Teleskobu, kara deliklerin çevresindeki çevreyi araştırmayı amaçlayan uluslararası bir işbirliği projesidir. Bu bir teleskop değil, hepsi birlikte çalışmak için interferometrik teknolojiyi kullanan küresel ölçekte birbirine bağlı radyo teleskoplar sistemidir. Kara deliğin etrafındaki alandaki elektromanyetik enerjiyi birden çok yerde birden çok radyo anteniyle ölçerek, kaynağın bazı özellikleri türetilebilir.
Gökbilimciler süper kütleli kara delik Yay A * 'yı incelemek için EHT'yi kullanarak dört yıl harcadılar. Bu dönem Nisan 2017'de sona erdi, ancak 200 bilim adamı ve mühendisten oluşan bir ekip halen verileri inceliyor. Şimdiye kadar sadece gördükleri bilgisayar modellerinin resimlerini yayınladılar.
Event Horizon Teleskobu kullanan araştırmacılar, süper kütleli kara delik Yay A * gibi görüntüler oluşturmayı umuyor
Michael Johnson iyimser. "ALMA aynı zamanda Ufuk Teleskobu'na daha yüksek bir frekansta katılmayı başarırsa, bu yeni sonuçlar, yıldızlararası saçılmanın kara deliğin olay ufkuna bakmamızı engellemeyeceğini gösteriyor."
