Ashley Balzer
Bir kara delik yalnızken ışık yaymaz; yeniden de kütleçekimi, etrafında dolaşan ışığın yolunu değiştirir. Her geçen saniye, devasa bir yıldız kendi yükü altında çökerken, kozmosun bir yerinde orijinal bir bebek kara delik ortaya çıkar. Buna rağmen, kara deliklerin kendileri görünmezdir. Geçmişte, gökbilimciler bu yıldız kaynaklı kara delikleri sadece bir refakatçi üzerindeki tesirlerini fark ettiklerinde saptayabildiler.
Şimdiyse, bir küme bilim insanı, büsbütün yalnız olan yıldız kaynaklı bir kara deliğe dair birinci doğrulanmış tespiti gerçekleştirdi. Yapılan keşif, galaksimizde görünmeden gezinen yaklaşık 100 milyon “haydut” kara deliğin mevcut olması gerektiği hesaba katıldığında daha da fazlasını bulma mümkünlüğünü gündeme getiriyor ve bu heyecan verici.
SIRTINI KOMŞULARA YASLAMAK
Kara delikleri bulmak güçtür, çünkü yıldızlar üzere parlamazlar. Kütleye sahip rastgele bir şey uzay-zaman dokusunu büker ve kütle ne kadar büyükse bükülme de o kadar büyük olur. Kara delikler o kadar küçük bir alana o kadar çok kütle toplar ki, uzay kendi içine katlanır. Bu da şayet bir şey, hatta ışık bile çok yakına gelirse, yolunun her vakit kara deliğin merkezine gerçek büküleceği manasına gelir.
Gökbilimciler, etraflarını nasıl etkilediklerini izleyerek, dolaylı yollardan bu hayalet devlerden birkaç yüz adedini saptadılar. Galaksimizdeki küçük, yıldız kaynaklı kara delik kümesinden yaklaşık 20 adedini, kimi yıldızların görünmez refakatçilerince yutuluşunu izleyerek tespit ettiler. Kara delik komşusundan husus çekerken, malzemeler kara deliğin varlığının bir işareti olarak, parlayan bir yığılma diski meydana getirir.
Gökbilimciler, onlarca yıl süren araştırmaların akabinde, en sonunda izole halde bir yıldız kaynaklı kara delik buldular. Galaksimizin merkezine hakikat yaklaşık 5.200 ışıkyılı uzağımızda bulunan ve şimdi isimlendirilmeyen bu haydut kara delik, Güneş’in kütlesinin yedi katından biraz daha ağır. Etrafındaki neredeyse bütün görünür yıldızlardan daha süratli hareket ediyor, bu durum da nasıl oluştuğuna ait ipuçları sunuyor.
Bilim insanları, büyük bir yıldızın yakıtı bitip çöktüğü vakit yaşadığı süpernova patlamasının değişken olabileceğini düşünüyor. Araştırmaya öncülük eden ve ABD’nin Baltimore kentindeki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nde bir astronom olan Kailash Sahu, “Bu kara delik, doğumu esnasında onu hızlandıran bir darbeye maruz kalmış üzere görünüyor” diyor. Takımın ulaştığı sonuçlar yayınlanmak üzere The Astrophysical Journal isimli dergiye gönderildi.
GÖRÜNMEYENİ GÖRMEK
Araştırma takımı, kara deliği tespit etmek emeliyle ‘kütlekimsel mercekleme’ ve ‘astrometri’ isimli iki kozmik tekniği birleştirdi. Birincisi işe yarıyor zira kütleçekimi uzay-zamanı büktüğü vakit, yakınlardan geçen ışığın takip ettiği yolu da değiştiriyor. Bir gök cismi gökyüzündeki görüş alanımızda daha uzak bir yıldıza çok yaklaştığında, yıldız ışığı daha yakında olan objenin yanından geçerken bükülür. Bükülmeyi gerçekleştiren ön plandaki gökcismi nispeten küçükse -örneğin, bir galaksi ya da galaksi kümesinden fazla bir gezegen, yıldız ya da bir kara delikse- yaşanan sürece tam olarak ‘mikro mercekleme’ ismi verilir.
Mikro mercekleme, yakında bulunan cismin doğal bir büyüteç fonksiyonu görmesini sağlayarak uzaktaki yıldızın ışığını süreksiz olarak parlatır ve bu, teleskopların yakalayabileceği bir tesirdir. Gökbilimciler, yıldız ışığında görülen artışın ne kadar sürdüğünü ölçerek daha yakında bulunan objenin büyüklüğünü yaklaşık olarak kestirim edebilirler; daha büyük objeler daha uzun mikro mercekleme olayları yaratır. Hasebiyle, göremediğimiz bir şeyin neden olduğu uzun bir mikro mercekleme olayı, yakınlarda haydut bir kara delik bulunduğuna işaret edebilir.
Diğer yandan, kara deliklerin varlığı sadece mikro mercekleme ile doğrulanamaz. Yavaş hareket eden küçük ve solgun bir yıldız da kara delik üzere görünebilir. Düşük suratı sebebiyle uzun bir sinyal üretir ve şayet yıldız gereğince solgunsa, gökbilimciler onu göremeyip yalnızca art plandaki yıldızdan gelen ışığı saptayabilirler.
Astrometrinin devreye girdiği yer işte burası. Bu teknik, bir cismin pozisyonuna dair kesin ölçümler yapmayı içerir. Gökbilimciler, bir mikro mercekleme olayı esnasında art plandaki yıldızın pozisyonunun ne kadar değiştiğini takip ederek, daha yakında bulunan cismin ne kadar büyük olduğunu ziyadesiyle hakikat bir biçimde hesaplayabilirler. Sahu, “Bir kara delik bulduğumuzu bu formda fark ettik” diyor: “Saptadığımız cisim o derece büyük ki, şayet bir yıldız olsa ışıltılı bir formda parlardı; ne var ki onda hiçbir ışık tespit etmedik.”
Yapılan keşif, yedi yıllık müşahedelerin tepesi niteliğinde. Küçük ve yalnız kara delikleri ortaya çıkarabilen mikro mercekleme sinyalleri yaklaşık bir yıl sürer. Araştırma müddetince, Optik Kütleçekimsel Mercekleme Deneyi (OGLE) ve Astrofiziksel Mikro Mercekleme Müşahedeleri (MOA) isimli faaliyetler dahilinde iki yer tabanlı teleskop kullanıldı. Mercekleme tesiri, gökbilimcilerin onu yaratan gök cisminin bir kara delik olabileceğinden şüphelenmelerine yetecek kadar uzun sürdü.
İşte o vakit astrometrik ölçümler yapmaya başladılar. Yıldız ışığıyla ortamıza giren cismin, art plandaki yıldızın ışığında neden olduğu sapma o kadar küçüktü ki, sadece Hubble Uzay Teleskobu onu saptayabildi. Araştırma takımı, genel olarak mikro mercekleme faaliyetinden beş ilâ on kat daha uzun sürebilen astrometrik sinyali incelemek hedefiyle birkaç yıl daha harcadı. Sahu, “Böylesine anıtsal bir keşfin modülü olmak çok derecede memnunluk verici” diyor: “On yılı aşkın bir müddettir haydut kara delikler arıyordum ve nihayet bir tane bulmak çok heyecan verici! Umarım bu birçoğunun birincisi olur.”
KOZMİK NORMU OLUŞTURMAK
Netice itibariyle, gökcisminin bir kara delik olmaması hâlâ mümkün. Başka bir takımın birebir olay üzerinde yaptığı inceleme, cismi yaklaşık 1.5 ilâ 4 Güneş kütlesi ortasında bir yere koyuyor; bir kara delik ya da bir nötron yıldızı (bir kara delik olmak için gereğince büyük olmayan meyyit bir yıldızın ezilmiş çekirdeği) olabilecek kadar hafif. Gökbilimcilerin daha evvel hiç izole halde bir nötron yıldızı saptamadıkları göz önünde bulundurulduğunda, bu tekrar de dikkate bedel bir keşif. Her iki takımın ulaştığı sonuçlar şimdi teyit evresinde gözden geçiriliyor.
Kimi gökbilimciler bu sonuçtan bağımsız olarak, ikili sistemlerde bulunan yıldız kaynaklı kara deliklerin peşin hükümlü bir örneği temsil edebileceğini düşünüyor. Kütleleri Güneş’in kütlesinin sırf 5 ilâ 20 katı ortasında değişir ve büyük kısmı Güneş’in kütlesinin 7 katı tartıdadır. Bununla birlikte, gerçek aralık çok daha geniş olabilir.
Sahu, “Öteki galaksilerde kütleçekimsel dalgalar aracılığıyla tespit edilen yıldız kaynaklı kara delikler, çoğunlukla galaksimizde bulduklarımızdan çok daha büyük; neredeyse 100 Güneş kütlesine sahiptirler” diyor: “İzole haldeki daha fazlasını bularak, gerçek kara delik popülasyonunun neye benzediğini daha yanlışsız anlayabilir ve galaksimizde gezinen hayaletlerle ilgili daha fazla şey öğrenebiliriz.”
Yazının özgünü Astronomy sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)
