Astronomlar Işık Hızına Yakın Astrofiziksel Püskürtme Yapan Bir Kara Delik Keşfetti

Chandra X-Ray Gözlemevi, neredeyse ışık hızında astrofiziksel madde püskürten uzak bir kara delik gözlemledi. Endişelenmeyin. Bu canavar gezegenimizden ortalama 10 bin ışık yılı ötede. Bir dolu bilimsel gizemleri barındıran bu kara delik tehlikeli olduğu kadar da büyüleyici de.

İçinizden şunu diyebilirsiniz: ‘İyi de kara deliklerden hiçbir şey kaçamaz’ diye. Doğrudur kaçamaz. Ama bu madde aslında kara delikten fışkırmıyor. Kara deliğin etrafında dönen ve dönmeyle ısınan maddeden kaynaklanıyor.

Astronomlar Işık Hızına Yakın Astrofiziksel Püskürtme Yapan Bir Kara Delik Keşfetti

Bu fışkıran materyallere astrofiziksel jet diyoruz. Bunlar, yığılma diskleri denilen bu girdabımsı diskler tarafından emilir.

Bu diskler pulsar veya nötron yıldızlarının, nadiren de olsa, kara deliklerin etrafında bulunabilirler.

Bu özel kara delik MAXI J1820+070 olarak adlandırılır.  Bu devasa yıldız kaynaklı kara deliğin kütlesi güneşimizden sekiz kat daha büyük. Bu ikili kara deliğin bir de arkadaşı var. Ama bu arkadaş bir kara delik değil, bir yıldız.

Kütlesi güneşimizin yarısı kadar. Aradaki ilişki oldukça bariz. Daha çok bu devasa kara delik, yıldız arkadaşını domine ediyor. Malzemeyi yıldızdan çekip çıkararak kendi birikim diskinin üzerine topluyor.

Diskin içindeki bu madde epey bir şanssız. Çünkü büyük kısmı kara delik tarafından yutuluyor. Sürüden ayrılması demek onun sonu demek. Ama her madde kara deliğin içinde yok olmaz. Disk içindeki maddeler kara deliğin etrafında uzunca süre dönebilir.

İşte püskürmeler de buradan gelir. Disklerin içerisindeki maddelerin bazıları püskürmelerle dışarı çıkar ve püskürmeler kara deliğe doğru uzanan manyetik alan yoluyla kara deliğe sürüklenir. Sonuç olarak, birisi kuzeyde diğeriyse güneyde olmak üzere iki zıt göreceli püskürme mevcut.

Chandra, Kasım ve Şubat 2018 ile Mayıs ve Haziran 2020’de olmak üzere, yaptığı toplamda dört gözlemle bu püskürmelerden bir film oluşturmayı başardı.

Bu çalışmaların sonucunda bir ‘Relativistic X-ray jets from the black hole X-ray binary MAXI J1820+070’ (İkili yapıdaki MAXI J1820+070 kara deliğinden göreceli X-ray püskürmeleri)  başlıklı bir makaleyle kamuoyuna sunuldu. Makaleyi yazan Université de Paris’den Mathilde Espinasse. Makale Astrophysical Journal Letters dergisinde yayınlandı.

Bu püskürmelerin içinde sıradışı bir şeye rastlandı. Astronomlar süratlerini ölçerken, kuzeydeki püskürmenin ışık hızının yüzde altmışı kadar bir hızla bizden uzaklaşırken bize doğru yaklaşan güney püskürmesinin ise ışık hızının yüzde yüz altmışı kadar bir hıza yol aldığını fark etti. Tek bildiğimiz şey bunun imkansız olduğu. Tabi tam mı biliyoruz o da var.

Burada karşılaşılan şeye ‘ışıktan hızlı hareket’ diyoruz.

Işıktan hızlı hareket içerisindeki gözlem yapan kişiye doğru hareket eden püskürmüş malzeme, ışık hızını aşıyormuş gibi gözükür ama öyle değil.

Aslında sadece püsküren maddenin kendisi ışık hızına yakın bir hızda seyreder ve bu maddeden gelen ışık da ışık hızında yol alır. Üçüncü bir seçenek yok. Bu ikisi birleşince sanki bu ışık, ışık hızını geçiyormuş gibi bir yanılgıya düşeriz.

İşin aslına baktığımızda bu her iki püsküren madde de, aynı hızda, ışık hızının yüzde sekseni oranında bir hızla seyrederler ve bu her iki püskürmeden de gelen ışıklar ise ışık hızında yol alır.

MAXI J1820+070 sistemi daha evvel gözlemlenmişti. Bu şekilde bilinen madde püskürten devasa kara delik sayısı iki. dolayısıyla MAXI astronomlar için oldukça önemli.

2019 tarihli bir makalede MAXI J1820+070 elektromanyetik spektrum boyunca görülen MAXI kaynaklı patlamalar gözlemlenmiştir. O sıralar kara delikte oldukça parlak bazı patlamalar görülmüştür, özellikle de radyo salınımları bunlar oldukça bariz.

Aynı makale birikim sürecini ele almakla beraber iç birikim disklerinin parlak patlamalar esnasında da sabit kaldığını da gösteriyor. Araştırmacılar aynı zamanda makalede bu patlamalar hakkında verilen verilerin henüz devede kulak olduğunu bildirdi.

Bu makalenin, kısmen de olsa, 2019’da devamı geldi; ancak bir önceki makalede radyo salınımları içerisindeki püskürmeler tespit edilmişken bu makalede x-ray yayılımları üzerinden durulmuş. Sadece Chandra’nın yaptığı gözlemler değil VLA ve MeerKAT gözlemleri de bunun içerisinde. Bu gözlemlemler sayesinde bir önceki çalışmada püskürmelerin tespit edilirken harcanan vakit yarı yarıya azaldı.

Bu makalenin kahramanları 2018’den bu yana tespit edilen toplam iki patlamada 1017 kilogram malzeme uzaya saçıldı. Bir kara deliğin üzerindeki birikim diski, bu malzemenin hepsini sadece birkaç saatte yutabilebilir.

Bu püskürmeler özünde hem madde hem de enerji. Bu püskürmelerin içindeki enerjinin çoğu kara deliğin etrafındaki partiküller birbirleriyle etkileşime geçtikleri zaman ortaya çıkıyor. Bu püskürmeler kendi kendilerine bu malzemeleyle çarpışıyor ve şok dalgaları oluşturuyor.

Bir basın bülteninde bu olay süpersonik bir uçağın havada yaptığı ses patlamalarına benzetiliyor. Bu püskürmeler de yıldızlararası bir maddeye çarpıştıklarında Büyük Hadron Çarpıştırıcısında yapılandan daha da yüksek enerjili partiküller oluşuyor.

Yazarların makalede de belirttiği gibi, ‘bu püskürmelerin enerjilerinin çoğu yayılmıyor  ve onları saran ortamla etkileşime geçtikleri anda salınıyor’.

Bu makalenin orjinali Universe Today tarafından yayınlanmıştır.

EVAN GOUGH, UNIVERSE TODAY, 2 HAZİRAN 2020

Muhammed Boğatekin

Dünya’da “Altıncı Kitlesel Yok Oluş” Beklenenden Daha Hızlı Yaşanıyor

En Yakın Büyük Komşumuz: Andromeda Galaksisi