Başak takımyıldızında yer alan Messier 87 (M87) galaksisi, Dünya’dan 55 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunuyor. 12.000 tane küresel küme barındıran bu dev galaksi, 200 küresel küme barındıran Samanyolu Galaksisi’ni gölgede bırakıyor. M87’nin merkezinde, Güneş’in altı buçuk milyar katı kütleye sahip bir kara delik yer alıyor. Olay Ufku Teleskobu adını taşıyan uluslararası bir ortaklık, 2019 yılında bu kara deliğin görüntüsünü yakalamış ve böylece bir kara delik ilk defa görüntülenmişti.
Bu kara delik (M87*), neredeyse ışık hızına ulaşan bir plazma jeti fırlatıyor. Göreli jet şeklinde adlandırılan bu yapı, 6.000 ışık yılını kapsayan bir ölçeğe sahip. Bu jete enerji sağlamak için gereken muazzam miktardaki enerji, muhtemelen kara deliğin kütleçekim etkisinden çıkıyor. Fakat böyle bir jetin doğduğu ve jetin bu muazzam mesafede nasıl istikrarlı kaldığı henüz tam olarak anlaşılmış değil.
M87* kara deliği, bir diskte dönen maddeleri kendine çekiyor. Bu maddeler, kara delik tarafından yutulana dek gitgide daha küçük bir yörüngede dönüyorlar. Jet, M87’yi çevreleyen birikim diskinin merkezinden fırlatılıyor. Şimdiyse Goethe Üniversitesinde çalışan kuramsal fizikçiler, Avrupa, ABD ve Çin’de çalışan bilim insanlarıyla beraber bu bölgenin çok detaylı bir modelini çıkarmışlar.
Araştırmacılar bu doğrultuda, canlandırma başına bir milyon işlemci saati kullanan yüksek derecede gelişmiş üç boyutlu süper bilgisayar canlandırmalarından yararlanmışlar. Bilim insanlarının ayrıca Albert Einstein’ın genel görelilik denklemlerini, James Maxwell’in elektromanyetizma denklemlerini ve Leonhard Euler’in akışkanlar mekaniği denklemlerini eş zamanlı şekilde çözmesi gerekmiş.
Ortaya çıkan sonuç ise sıcaklıklar, madde yoğunlukları ve manyetik alanlar için hesaplanan değerlerin, gökbilimsel gözlemlerden çıkarılan değerler ile çok iyi örtüştüğü bir model olmuş. Araştırmacılar bu temelde, jetin en iç bölgesindeki bükülen uzay zamanda fotonların gerçekleştirdiği karmaşık hareketi takip etmeyi ve bunu radyo görüntülerine dönüştürmeyi başarmışlar. Daha sonra bilgisayarla modellenen bu görüntüleri, son otuz yılda sayısız radyo teleskobu ve uydu ile yapılan gözlemlerle karşılaştırmışlar.
Çalışmanın baş yazarı Dr. Alejandro Cruz Osorio şöyle yorumluyor: “M87’nin elektromanyetik yayılımına ve jetin şekil özelliklerine dönük geliştirdiğimiz kuramsal model; radyo, optik ve kızılötesi tayfında yapılan gözlemlerle şaşırtıcı derecede güzel uyuşuyor. Bu durum bize, süperkütleli M87* kara deliğinin muhtemelen hızlı şekilde döndüğünü ve plazmanın da jette kuvvetli şekilde manyetikleşerek, parçacıkları binlerce ışık yıllık ölçeklere kadar hızlandırdığını söylüyor.”
Bulgular beş gün önce Nature Astronomy bülteninde sunuldu.
Kaynak: Frankfurt – Goethe Üniversitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
