NASA’nın X-Ray Araştırmacısı Kara Deliğin Gizli Katmanlarını Ortaya Çıkardı…
Kara deliğin etrafında dönen malzemenin bu çizimi, X-ışını ışığında parlak bir şekilde parlayan “korona” adı verilen belirli bir özelliği vurgular. Bu tasvirde, korona, alttaki birikim diskinin üzerinde yüzen ve iç kenarının biraz içine uzanan mor bir pus olarak görülebilir. İç birikim diskinin içindeki malzeme inanılmaz derecede sıcaktır ve kör edici mavi-beyaz bir ışıkla parlar, ancak burada koronanın daha iyi kontrastla öne çıkmasını sağlamak için parlaklığı azaltılmıştır. Mor rengi tamamen örnek niteliğindedir ve görünür ışıkta belirgin olmayacak X-ışını parıltısını temsil eder. Diskteki eğrilik, kara deliğin muazzam yer çekiminin, onu çevreleyen düz diske ilişkin görüşümüzü bozan bir optik lens gibi davrandığının gerçekçi bir temsilidir.
NASA’nın IXPE görevi, kara deliklerin koronalarına ilişkin yeni bilgiler sağlayarak şekillerini ortaya çıkardı ve yapıları hakkındaki anlayışımızı geliştirdi.
Hem yıldız kütlesindeki hem de süper kütleli kara deliklerin gözlemlenmesinden elde edilen bu veriler, kara deliğin boyutundan bağımsız olarak, birikim disklerinin geometrisinde bir benzerlik olduğunu gösteriyor.
NASA’nın IXPE ( Görüntüleme X-ışını Polarimetrisi Gezgini ) görevinden gelen yeni keşifler, bir kara deliğin koronasının şekli ve doğası hakkında benzeri görülmemiş bir içgörü sağladı. Korona, maddenin içeriye doğru aktığı, kara deliği çevreleyen sıcak, kayan bir plazma bölgesidir . Şimdiye kadar bilim insanları bu yapının nasıl göründüğüne dair yalnızca teorik fikirlere sahipti. Bu yeni bulgular koronanın şeklini ilk kez ortaya koyarak, kara delikleri beslemeye ve sürdürmeye nasıl yardımcı olduğuna dair ipuçları sunuyor.
Işığın bile kaçmasını engelleyen muazzam kütle çekimleriyle bilinen kara delikler, genellikle gazın dönen, enkaz dolu diskleri olan yığılma diskleriyle çevrilidir . Bazı kara delikler ayrıca, kara delik çevresinden aktif olarak madde çekerken inanılmaz hızlarda uzaya fırlatılan güçlü madde akımları olan göreli jetler üretir.
Akresiyon Diskleri ve Jetlerin Rolü.
Birçok kara delik, ışık bile devasa yerçekimlerinden kaçamadığı için bu şekilde adlandırılmıştır, gazın enkazla dolu girdapları olan yığılma diskleriyle çevrilidir. Bazı kara deliklerde ayrıca göreli jetler vardır – çevrelerindeki maddeleri aktif olarak yiyen kara delikler tarafından yüksek hızda uzaya fırlatılan ultra güçlü madde patlamaları.
Belki daha az bilineni, tıpkı Dünya’nın Güneşi ve diğer yıldızlar gibi, atıştırmalık kara deliklerin de aşırı ısınmış bir koronaya sahip olmasıdır . Yıldızın en dış atmosferi olan Güneş’in koronası yaklaşık 1,8 milyon derece Fahrenheit’te yanarken , bir kara delik koronasının sıcaklığının milyarlarca derece olduğu tahmin edilmektedir.
Astrofizikçiler daha önce, bir yıldızın çökmesiyle oluşan yıldız kütleli kara delikler ile Samanyolu Galaksisi’nin kalbindeki kara delik gibi süper kütleli kara delikler arasında korona tanımlamışlardı .
“Bilim insanları uzun zamandır koronanın yapısı ve geometrisi hakkında spekülasyon yapıyorlar,” diyor Alabama, Huntsville’deki NASA Marshall Uzay Uçuş Merkezi’nde doktora sonrası araştırmacı ve yeni bulguların baş yazarı Lynnie Saade. “Kara deliğin üstünde ve altında bir küre mi, yoksa yığılma diski tarafından oluşturulan bir atmosfer mi, yoksa belki de jetlerin tabanında bulunan plazma mı?”
Kara Delik Yapılarını Gözlemleme Yöntemleri.
X-ışını polarizasyonunda uzmanlaşmış olan IXPE’ye girin , bu ışık özelliği en güçlü enerji kaynaklarının bile şeklini ve yapısını haritalamaya yardımcı olur ve nesneler doğrudan görülemeyecek kadar küçük, parlak veya uzak olsa bile iç işleyişlerini aydınlatır. Tıpkı tam güneş tutulması sırasında Güneş’in koronasını güvenli bir şekilde gözlemleyebildiğimiz gibi , IXPE kara deliğin birikim geometrisini veya birikim diskinin ve korona dahil ilgili yapıların şeklini ve yapısını net bir şekilde incelemek için araçlar sağlar.
Saade, “X-ışını polarizasyonu, kara delik birikim geometrisini incelemek için yeni bir yol sunuyor,” dedi. “Kara deliklerin birikim geometrisi kütleye bakılmaksızın benzerse, aynı şeyin polarizasyon özellikleri için de geçerli olmasını bekliyoruz.”
Kara Delik Geometrisi Anlayışımızı Genişletiyoruz
IXPE, koronal özelliklerin polarizasyon yoluyla doğrudan ölçülebildiği tüm kara delikler arasında koronanın, akkresyon diskiyle aynı yönde uzandığını gösterdi – bu, koronanın şekline dair ilk kez ipuçları ve akkresyon diskiyle ilişkisine dair açık kanıtlar sağladı. Sonuçlar, koronanın diskin üzerinde duran bir lamba direği gibi şekillendirilmiş olma olasılığını ortadan kaldırdı.
Araştırma ekibi, IXPE’nin 12 kara delik gözlemlerinden elde edilen verileri inceledi. Bunlar arasında , sırasıyla Dünya’dan yaklaşık 7.000 ve 37.000 ışık yılı uzaklıktaki yıldız kütleli ikili kara delik sistemleri olan Cygnus X-1 ve Cygnus X-3 ile 165.000 ışık yılı uzaklıktaki Büyük Macellan Bulutu’ndaki yıldız kütleli kara delikler olan LMC X-1 ve LMC X-3 yer alıyor. IXPE ayrıca, Dünya’dan 13 milyon ışık yılı uzaklıktaki Circinus galaksisinin merkezindeki kara delik ve sırasıyla 47 milyon ışık yılı ve yaklaşık 62 milyon ışık yılı uzaklıktaki NGC 1068 ve NGC 4151 galaksilerindeki kara delikler de dahil olmak üzere bir dizi süper kütleli kara delik gözlemledi.
Kara Delik Araştırmaları İçin Sonuçlar
Yıldız kütleli kara delikler genellikle Dünya’nın Güneş’inin yaklaşık 10 ila 30 katı kütleye sahipken, süper kütleli kara delikler milyonlarca ila on milyarlarca kat daha büyük kütleye sahip olabilir. Ölçekteki bu büyük farklılıklara rağmen, IXPE verileri her iki kara delik türünün de benzer geometriye sahip birikim diskleri oluşturduğunu göstermektedir.
IXPE misyonunun baş araştırmacısı Marshall astrofizikçisi Philip Kaaret, bunun şaşırtıcı olduğunu çünkü iki türün beslenme şeklinin tamamen farklı olduğunu söyledi.
“Yıldız kütleli kara delikler, yoldaş yıldızlarından kütle koparırken, süper kütleli kara delikler etraflarındaki her şeyi yutar,” dedi. “Ancak birikim mekanizması hemen hemen aynı şekilde işliyor.”
Saade, bunun heyecan verici bir ihtimal olduğunu, çünkü bunun yıldız kütleli kara deliklerin (genellikle çok daha büyük kuzenlerinden Dünya’ya çok daha yakınlar) incelenmesinin, süper kütleli kara deliklerin özelliklerine de yeni ışık tutabileceğini gösterdiğini söyledi.
Kara Delik Çalışmalarında Gelecekteki Yönler
Ekibin bundan sonra her iki türde de ek incelemeler yapmayı umduğu belirtiliyor.
Saade, bu devlerin X-ışını çalışmalarından çok daha fazlasının çıkarılabileceğini öngörüyor. “IXPE, X-ışını astronomisine, birikimin altında yatan süreçleri ortaya çıkarmak ve kara delikler hakkında yeni bulgular elde etmek için uzun bir aradan sonra ilk fırsatı sağladı,” dedi.
