5000 Karadelik
Kara delikler neden parıldar? Çalışma bunu öğrenmek için 5,000 yıldız yiyen devi inceliyor
Kara delikler astronomların standartlarına göre bile tuhaf şeylerdir. Kütleleri o kadar büyüktür ki, etraflarındaki uzayı o kadar sıkıca büker ki, ışığın kendisi dahil hiçbir şey kaçamaz.
Yine de, meşhur siyahlıklarına rağmen, bazı kara delikler oldukça görünürdür. Bu galaktik vakumların yuttuğu gaz ve yıldızlar, deliğe tek yönlü yolculuklarından önce parlayan bir disk içine çekilir ve bu diskler tüm galaksilerden daha parlak olabilir.
Daha da garibi, bu kara delikler parıldar. Parlayan disklerin parlaklığı günden güne dalgalanabilir ve kimse bunun nedeninden tam olarak emin değildir.
Bu parıltının nedenini anlamak amacıyla NASA’nın asteroit savunma çabalarına destek vererek gökyüzündeki en hızlı büyüyen 5.000’den fazla kara deliği beş yıl boyunca izledik. Nature Astronomy’deki yeni bir makalede, cevabımızı bildiriyoruz: sürtünme ve yoğun yerçekimi ve manyetik alanlar tarafından yönlendirilen bir tür türbülans.
Devasa Yıldız Yiyiciler
Galaksilerin merkezlerinde yer alan ve milyonlarca ya da milyarlarca güneş kadar büyük olan süper kütleli kara delikleri inceliyoruz.
Kendi galaksimiz Samanyolu‘nun merkezinde yaklaşık dört milyon güneş kütlesine sahip bu devlerden biri bulunuyor. Çoğunlukla, galaksinin geri kalanını oluşturan 200 milyar kadar yıldız (güneşimiz de dahil olmak üzere) merkezdeki kara deliğin etrafında mutlu bir şekilde yörüngede dönmektedir.
Ancak, tüm galaksilerde işler bu kadar huzurlu değildir. Galaksi çiftleri kütleçekim yoluyla birbirlerini çektiklerinde, birçok yıldız kendi galaksilerinin kara deliğine çok fazla yaklaşabilir. Bu durum yıldızlar için kötü sonuçlanır: zira parçalanır ve yutulurlar.
Bunun bir milyar güneş ağırlığındaki kara deliklere sahip galaksilerde gerçekleşmiş olması gerektiğinden eminiz, çünkü başka türlü nasıl bu kadar büyüyebileceklerini hayal edemiyoruz. Geçmişte Samanyolu’nda da olmuş olabilir.
Kara delikler ayrıca daha yavaş, daha nazik bir yolla da beslenebilir: kırmızı devler olarak bilinen yaşlı yıldızlar tarafından püskürtülen gaz bulutlarını emerek olabilir.
Beslenme Zamanı
Yeni çalışmamızda, evrendeki en hızlı büyüyen 5.000 kara deliğin beslenme sürecini yakından inceledik.
Daha önceki çalışmalarımızda en obur iştahlı kara delikleri keşfetmiştik. Geçen yıl, her saniye bir Dünya değerinde madde yiyen bir kara delik bulduk. 2018’de ise her 48 saatte bir bütün bir güneşi yiyen bir tane bulduk.
Ancak gerçek beslenme davranışları hakkında pek çok sorumuz var. Deliğe doğru yol alan materyalin, tüm galaksileri gölgede bırakacak kadar parlak olabilen parlayan bir “yığılma diskine” dönüştüğünü biliyoruz. Gözle görülür şekilde beslenen bu kara deliklere kuasar denir.
Bu kara deliklerin çoğu çok çok uzaktadır – diskin herhangi bir detayını görmemiz için çok uzak. Yakındaki kara deliklerin etrafındaki yığılma disklerinin bazı görüntülerine sahibiz, ancak bunlar yıldızlarla beslenmek yerine sadece bazı kozmik gazları solumaktadır.
Titreşen Kara Deliklerin Beş Yılı
Yeni çalışmamızda NASA’nın Hawaii’deki ATLAS teleskobundan elde edilen verileri kullandık. Bu teleskop her gece (hava durumu izin verdiği sürece) tüm gökyüzünü tarayarak karanlığın ötesinden Dünya’ya yaklaşan asteroitleri izliyor.
Bu tüm gökyüzü taramaları aynı zamanda arka planın derinliklerindeki aç kara deliklerin parıltısının gece boyunca kaydını da sağlıyor. Ekibimiz bu kara deliklerin her biri için beş yıllık bir film hazırladı ve birikim diskinin fokurdayan ve kaynayan parlayan girdabının neden olduğu parlaklıktaki günlük değişiklikleri gösterdi.
Bu kara deliklerin parıldaması bize yığılma diskleri hakkında bir şeyler söyleyebilir.
1998 yılında astrofizikçiler Steven Balbus ve John Hawley, manyetik alanların disklerde nasıl türbülansa neden olabileceğini açıklayan bir “manyeto-dönme kararsızlıkları” teorisi önermişlerdir. Eğer bu doğru bir fikirse, disklerin düzenli bir şekilde cızırdaması gerekir. Diskler yörüngede dönerken rastgele desenlerde parıldarlar. Daha büyük diskler yavaş bir pırıltıyla daha yavaş yörüngede dönerken, daha küçük disklerdeki daha sıkı ve daha hızlı yörüngeler daha hızlı pırıldar.
Peki gerçek dünyadaki diskler, başka karmaşıklıklar olmaksızın bu kadar basit olabilir mi? (“Basit” kelimesinin, uzayın kendisinin kırılma noktasına kadar büküldüğü, yoğun yerçekimi ve manyetik alanlara gömülü ultra yoğun, kontrol dışı bir ortamdaki türbülans için doğru kelime olup olmadığı belki de ayrı bir sorudur).
İstatistiksel yöntemler kullanarak 5.000 diskimizden yayılan ışığın zaman içinde ne kadar titrediğini ölçtük. Her birindeki titreme modeli biraz farklı görünüyordu.
Ancak bunları boyut, parlaklık ve renklerine göre sıraladığımızda ilgi çekici desenler görmeye başladık. Her bir diskin yörünge hızını belirleyebildik ve saatinizi diskin hızında çalışacak şekilde ayarladığınızda, tüm titreme desenleri aynı görünmeye başladı.
Bu evrensel davranış gerçekten de “manyeto-dönme kararsızlıkları” teorisi tarafından öngörülmektedir.
Bu rahatlatıcıydı! Bu akıl almaz girdapların aslında “basit” olduğu anlamına geliyor.
Ve yeni olasılıklara kapı açıyor. Yığılma diskleri arasında kalan ince farklılıkların, onlara farklı yönlerden baktığımız için ortaya çıktığını düşünüyoruz. Bir sonraki adım, bu ince farklılıkları daha yakından incelemek ve bir kara deliğin yönelimini ayırt etmek için ipuçları taşıyıp taşımadıklarını görmektir. Nihayetinde, kara deliklere ilişkin gelecekteki ölçümlerimiz daha da doğru olabilir.
Kaynak: https://phys.org/news/2023-02-black-holes-twinkle-star-eating-behemoths.html
Astrafizik sitesinden daha fazla şey keşfedin
Subscribe to get the latest posts sent to your email.