Bir kara deliğin ilk resmi yeni bir astrofizik dönemi açar

Süper kütleli canavar, 50 milyon ışıkyılı uzaklıktaki M87 adında bir galakside yatıyor.

İşte karadelik böyle gözüküyor.

Event Horizon Telescope adlı, dünya çapında yayılan bir teleskop ağı, M87 galaksisindeki süper kütleli canavarı yakınlaştırdı ve bu kara deliğin ilk resmini yarattı.

“Göremediklerimizin görünmez olduğunu gördük. Bir karadelik gördük ve fotoğrafını çektik.” EHT Direktörü ve astrofizikçi Sheperd Doeleman, Cambridge, Mass. Harvard-Smithsonian Merkezi Astrofizik Merkezi'nde, 10 eşzamanlı 7 konferanstan birinde Washington DC'de söyledi. Sonuçlar ayrıca Astrofizik Dergi Mektupları'nda altı makalede yayınlandı .

Washington, DC’de düzenlenen basın toplantısında, Ulusal Bilim Vakfı direktörü France Córdova, “Uzun zamandır kara delikler üzerinde çalışıyoruz, bazen hiçbirimizin gerçekten görmediğini unutmak kolaydır.” Dedi. Birini görmek “Herkül'ün bir görevidir” dedi.

Çünkü kara deliklerin görülmesi zor. Yerçekimleri o kadar aşırıdır ki hiçbir şey, hatta ışık bile, olay ufku olarak bilinen bir kara deliğin ucunda sınırdan kaçamaz. Ancak, bazı galaksiler, özellikle galaksilerin merkezlerinde yaşayan süper kütleli olanlar, parlak gaz diskleri ve diğer materyallerin titizlikle toplanmasıyla öne çıkıyor. EHT görüntüsü, M87'nin karadelikteki derinliklerini toplama diski üzerinde ortaya koyuyor. Bulanık, asimetrik bir halka olarak göründüğü zaman, ilk defa evrenin en gizemli nesnelerinden birinin karanlık bir uçurumunu ortaya çıkarır.

“Öyle bir birikim oldu,” dedi Doeleman. “Sadece şaşkınlık ve harikaydı… evrenin bir kısmını bize sınır tanımayan ortaya çıkardığını bilmek”

Çok beklenen bir görüntü, “EEH ekibinde olmayan Yale Üniversitesi astrofizikçi Priyamvada Natarajan” diyor. “EHT ekibinde olmayan ne kadar şanslı olduğumuz” belirli bir zaman, insan zihninin evreni kavrama kapasitesi ile, tüm bilim ve teknolojiyi gerçekleşmesi için inşa etmeleriyle. ”( SN Online: 4/10/19 )

Görüntü, bir kara deliğin, bir kara deliğin aşırı kütlesi tarafından uzay zamanının nasıl çarpıştığını tahmin eden Einstein'ın genel görelilik teorisine dayanarak neye benzemesi gerektiğine dair beklentilerle aynı hizadadır. Resim “kara deliklerin varlığını destekleyen bir başka güçlü kanıt”. Ve bu, elbette, genel göreliliğin doğrulanmasına yardımcı oluyor ”diyor. Florida Üniversitesi Üniversitesi'nden fizikçi Clifford Will, EHT ekibinde olmayan Gainesville'de. “Bu gölgeyi gerçekten görebilmek ve tespit edebilmek çok büyük bir ilk adım.”

Daha önceki çalışmalar, genel göreliliği , bir kara deliğin yakınındaki yıldızların ( SN: 8/18/18, s. 12 ) veya gaz bulutlarının ( SN: 11/24/18, s. 16 ) hareketlerine bakarak , ancak hiçbir zaman kenarı. Will, “Olabildiğince iyi” diyor. Daha yakına dokunursanız, karadeliğin içinde olacaksınız - herhangi bir deneyin sonuçlarını rapor edemezsiniz.

Tucson'daki Arizona Üniversitesi'nden bir astrofizikçi olan EHT ekip üyesi Feryal Özel, “Kara delik ortamları genel göreliliğin bozulacağı muhtemel bir yer” diyor. Dolayısıyla, genel göreliliği bu gibi aşırı koşullarda test etmek Einstein'ın öngörülerinden sapmaları ortaya çıkarabilir.
Sırf bu ilk görüntünün genel göreliliği desteklediği için "genel göreliliğin tamamen iyi olduğu anlamına gelmez" diyor. Pek çok fizikçi, genel göreliliğin yerçekimindeki son söz olmayacağını düşünüyor çünkü başka bir temel fizik teorisi, kuantum mekaniği ile uyumsuz. Çok küçük ölçeklerde fizik açıklar.

Görüntü aynı zamanda kara deliğin boyut ve büyüklüğünün yeni bir ölçümünü sağlar. Washington'daki DC konferansında düzenlenen konferansta, “Doğrudan gölgeye doğrudan bakarak karar vermemiz uzun süredir devam eden tartışmaların çözülmesine yardımcı oldu” dedi. Amsterdam Üniversitesi'nde teorik bir astrofizikçi olan Sera Markoff. Farklı teknikler kullanılarak yapılan tahminler güneş kütlesinin 3.5 milyar ile 7.22 milyar katı arasında değişmektedir. Ancak yeni EHT ölçümleri kütlesinin yaklaşık 6.5 milyar güneş kütlesi olduğunu gösteriyor. 

Ekip aynı zamanda behemoth'un büyüklüğünü de belirledi - çapı 38 milyar kilometredir - kara deliğin saat yönünde döndüğünü. Markoff “M87, süper kütleli kara delik standartlarına göre bile bir canavar” dedi.

EHT, mekanlarını hem M87'nin kara deliği hem de Samanyolu'nun merkezindeki süper kütleli kara delik olan Yay A * üzerinde eğitti. Ancak, ortaya çıktı, M87'nin canavarı görüntülemesi daha kolaydı. Bu kara delik, Başak takımyıldızında, Dünya'dan 55 milyon ışıkyılı uzaklıktadır, Sgr A * 'nın 2,000 katı kadardır. Ama aynı zamanda, yaklaşık 4 milyon güneşin eşdeğeri ağırlığında, Samanyolu'nun devinin yaklaşık 1000 katı büyüklüğünde. Bu ekstra ağırlık neredeyse M87'nin mesafesini dengeliyor. EHT ekibi üyesi Feryal Özel “Gökyüzündeki büyüklük oldukça benzer” diyor.

Çekim kuvveti nedeniyle, M87'nin kara deliğinin çevresinde dönen gazlar, Samanyolu'nun etrafında olduğundan daha yavaş hareket eder ve parlaklıkta değişir. Tucson'daki Arizona Üniversitesi'nden bir astrofizikçi olan “Bir gözlem sırasında, Sgr A * hala oturmuyor, M87 ise” diyor. “Sadece buna dayanarak 'Kara delik hala oturuyor ve benim için poz veriyor mu?' bakış açısından, M87'nin daha fazla işbirliği yapacağını biliyorduk. ”

Daha fazla veri analizinden sonra, ekip, M87’nin beheminin binlerce ışıkyılı içerisindeki yüklü parçacıkların parlak bir jet ucunu nasıl uzatacağı gibi, kara deliklerle ilgili uzun süredir devam eden gizemleri çözmeyi umuyor. 

Harvard Üniversitesi astrofizikçisi Avi Loeb, EHT ekibinde olmayan, bu ilk görüntünün Amerikan Devrim Savaşı'nı başlatan “dünya çapında duyulan atış” gibi olduğunu söylüyor. “Çok önemli; geleceğin sahip olabileceği şeye bir göz atıyor, ancak bize istediğimiz tüm bilgileri vermiyor. ”

Beklenen bir Sgr A * ifadesi için umutlar hala yüksek. EHT ekibi, Samanyolu'nun devi hakkında bazı veriler toplayabildi ve imajını yeni kara delik portre galerisine eklemek umuduyla bu verileri analiz etmeye devam ediyor.

Bu kara deliğin görünümü o kadar çabuk değiştiğinden, takım verileri analiz etmek için yeni teknikler geliştirmek zorunda. Tucson'daki Arizona Üniversitesi'nden bir astrofizikçi olan Daniel Marrone, Washington DC’de düzenlediği basın toplantısında, “Sgr A * 'da çalışmak için çok heyecanlıyız. “Bunu kısa sürede yapıyoruz. Hiçbir şey için söz vermiyoruz, ancak bunu en kısa zamanda almayı umuyoruz. ”

Loeb, bu kadar farklı ortamları incelemek için kara deliklerin nasıl davrandığına dair daha fazla ayrıntı ortaya çıkarabileceğini söylüyor. Samanyolu, M87'den çok farklı bir galaksi.

M87 ve Samanyolu taraftarlarının bir sonraki bakışı beklemek zorunda kalacak.

Bilim adamları, 2017 yılında Event Horizon Teleskopu'nu oluşturan sekiz tesiste de iyi havalarda şanslıydı. Daha sonra 2018'deki kötü hava koşulları ve 2019 gözlem sürecini iptal eden teknik zorluklar ekibi etkiledi.

İyi haber şu ki, 2020 yılına kadar çalışacak daha fazla gözlemevi olacak. Grönland Teleskop 2018 yılında konsorsiyuma katıldı ve Kitt Peak Ulusal Gözlemevi Tucson, Ariz. Dışında ve Kuzey Genişletilmiş Milimetre Dizisi  Fransız Alpleri'nde (NOEMA) 2020 yılında EHT katılacak.

Daha fazla teleskop eklemek, ekibin kara delikten fırlayan jetleri daha iyi yakalamak için görüntüyü genişletmesine izin verebilir. Araştırmacılar ayrıca, görüntüyü daha da keskinleştirebilecek hafif yüksek frekansta ışık kullanarak gözlemler yapmayı planlıyor. Ve daha büyük planlar bile ufukta: “Dünya egemenliği bizim için yeterli değil; ayrıca uzaya gitmek istiyoruz ”dedi.

Bu ekstra gözler, kara deliklerin daha da netleşmesi için ihtiyaç duyulan şey olabilir.