İlk Kara Delik Fotoğrafı

0
1443

Geçen yaz astronomlar bir kara deliğin fotoğrafını ilk kez gördüklerinde on yıllar süren bir çabanın dramatik şekilde sonuçlandığına şahit olduk.

Bu görüntü, kara deliğin olay ufkunda, yani maddenin sonsuza dek yok olduğu sınırda dönmekte olan gaz ve toz yığınını gösterdi insanlığa ve bilim kurgunun sembollerinden biri daha görsel olarak kanıtlandı.

Geçtiğimiz yılın Nisan ayında bu olayı müjdeleyen Event Horizon Teleskobu (EHT) kurucu başkanı Shep Doeleman, sözlerine “Bugün sizlere, daha önce görülmesinin mümkün olmadığını düşündüğümüz bir olayı göstermekten mutluluk duyuyoruz” diye başlamıştı. 7 farklı ülkeden bilim insanı da eş zamanlı olarak kendi belgeleri ile duyurularını yaptılar. Bu fotoğrafların konusu, komşu galaksimiz M87’nin, bizim güneşimizden 6,5 milyar kat daha büyük olan süper geniş kara deliği idi. Boyutuna rağmen kara delik Dünya’dan o kadar (55 milyon ışık yılı) uzakta ki, onu görüntülemek için gezegenimizin boyutunda bir teleskop gerekiyor. Dünya çapında bir düzineye yakın gözlem noktasından oluşan ağı ile tek bir dev dedektör görevi gören EHT, bu tarife tam olarak uyuyor (görüntü verileri ilk alınmaya başlandığı 2017 yılında yalnızca 8 gözlem noktası mevcuttu). Bilim insanlarının gördüğümüz fotoğrafı elde edebilmek için 2 yıl boyunca verileri analiz edip uyumlandırmaları gerekti.

Bir kara deliğin fotoğrafını çekmek ilk bakışta imkansız görünebilir; bu nesne o kadar büyük ve yoğun ki, çekiminden ışık bile kurtulamıyor. Bu da; bir kara deliğin gerçek anlamda “kara” olması anlamına geliyor –ne ışık saçıyor, ne de yansıtıyor- ve dolayısıyla EHT teleskobunun çektiği fotoğrafın ortasında koca bir delik görüyoruz. Astronomlar buna kara deliğin “gölgesi”  adını veriyorlar. Ancak fotoğraf bundan çok daha fazlasını gösteriyor: gölgenin çevresinde güçlü ve parlak bir ışık çemberi mevcut.

Arizona Üniversitesi astrofizikçilerinden Feryal Özel aynı zamanda EHT araştırmacılarından biri. Özel’e göre bu ışık, çevredeki sıcak gazların kara deliğin merkezine doğru çekilirken inanılmaz bir hıza kavuşarak ışımaları ile ortaya çıkıyor: “Teleskoplarımız bu ışığı kara deliğin içinde değil, ancak hemen dışında görüntüleyebiliyor… Işığın, olay ufkuna ulaştığı anda ise karanlık başlıyor”.

YILLAR SÜREN VERİ İŞLEME

Bu görüntü ve veri, astronomların kara delikler hakkında genel anlamda bilgi sahibi olmalarını sağladı. Bilim insanlarına göre özellikle bu kara deliğin fotoğrafına bakmak için geçen 2 yıllık süreye değmişti. Gecikmenin sebeplerinden biri, bu kadar fazla sayıda gözlemden elde edilen verinin bir araya getirilmesindeki lojistik süreç oldu. Her gözlem noktası, dar bir dalga boyunda veri topluyor ve bu son derece büyük bir bilgi yığını demek (karşılaştırmak gerekirse; 5000 yıl boyunca dinleyebileceğiniz kadar MP3 dosyası düşünün). Bu kadar dosya, bir e-postaya iliştirilemeyecek kadar büyük. Bunun yerine bilim insanları verileri fiziksel olarak taşımanın yollarını bulmak zorunda kaldılar. Örneğin bu bilgiyi Antarktika’daki Güney Kutbu Teleskobundan bilgi almak için, uçuşların başladığı Teleskobundan bahar aylarını beklemek gerekiyordu. Veriler alındığında ise 8 farklı gözlem noktasından gelen parçaları birbirine “dikmeye” başladılar (bu tekniğe “interferobirbirine adı veriliyor). Her gözlem noktasından gelen ham dosyalar, gökyüzünde farklı açılara, farklı dalga boylarına ve farklı zamanlara ait olduğu için interferometri süreci de uzun sürdü.

“Kalibrasyon yapmak ve bunun üzerinde çalışmak aylar aldı” diyor Özel: “Ve sonunda bunları tek bir görüntüye sentezledik… Ancak iş bu kadarla kalmıyordu. “Yanlış yapmış olabileceğiniz şeyler üzerinde endişelenerek bir 6 ay kadar daha harcıyorsunuz ve kendinize sürekli sorular soruyorsunuz; ta ki elinizdeki şeyin gerçek olduğundan emin olana dek”.

KENDİ GALAKSİMİZDEKİ KARA DELİĞİ HEDEFLİYORLAR

Bu gerçek görüntü, astronomların EHT teleskobundan beklenilenlerin ilkiydi. Dünya geneline yayılmış bu ağın ana hedeflerinden biri, Samanyolu galaksisinin merkezindeki kara delik olan Sagittarius A* (A-yıldız şeklinde okunuyor). M87’den 1000 kat daha yakın olan bu kara delik aynı zamanda ondan 1000 kat daha küçük; dolayısıyla izlemek için aynı miktarda gözlem gücüne ihtiyaç var. Fakat daha küçük olduğu için olay ufku çevresinde dönen maddeler çok daha hızlı hareket ediyor ve bir dönüş yalnızca birkaç dakika sürüyor (M87’de bir dönüş birkaç dakika). “Bu nedenle Sagittarius A* daha zor” diyor Özel. Ayrıca Sagittarius A* hedeflendiğinde astronomların galaksi diskinin içine doğru bakmaları gerekiyor; bu da çok fazla madde ve tozla uğraşmak demek. Bilim insanları yakın gelecekte bunu başarmayı umuyorlar. Çok daha heyecan verici bir haber de; M87 ve diğer kara deliklerden yeni fotoğraflar gelecek olması. Bunları takip ederek astronomlar kara deliklerin zamanla değişip değişmediklerini görecek, kararlı özelliklerini belirleyecek ve maddelerin olay ufkundan itibaren nasıl yok olduğunu izleyebilecekler.

“Selam kara delik! Gülümse, çekiyorum.”

Bir kara deliği yakından nasıl fotoğraflayabiliriz? Önce gezegen büyüklüğünde bir teleskop gerekli: EHT. Dört kıtada toplam 8 gözlem noktasından (bu sayı 2018 yılında Grönland’ın katılmasıyla 9’a yükseldi) astronomlar bir arada çalışarak veri topladılar ve bunları tek bir görüntü oluşturacak şekilde birleştirdiler.

SMA – SMA Milimetre altı dizisi Mauna Kea, Hawaii
JCMT – James Clerk Maxwell Teleskobu Mauna Kea, Hawaii
ARO/SMT – Arizona Radyo Gözlem evi Milimetre altı Teleskobu Safford, Arizona
LMT – Geniş Milimetre Teleskobu “Alfonso Serrano” Sierra Negra, Meksika
ALMA – Atacama Geniş Milimetre/Milimetre altı Dizisi Chajnantor ovası, Şili
APEX – Atacama Pathfinder EX deneyi Chajnantor ovası, Şili
GLT – Grönland Teleskobu Thule Hava Üssü, Grönland
PV – IRAM 30 metre teleskobu Pico Veleta, İspanya
SPT – Güney Kutbu teleskobu Antarktika

İÇ FOTOĞRAFLAR: GOPAL NARAYANAN; NIMESH PATEL; EWAN O’SULLIVAN; DANIEL LUONG-VAN; IZTOK BONCINA/ESO; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), C. PADILLA; SEAN GOEBEL; JOINT ASTRONOMY CENTRE; UNIVERSITY OF ARIZONA/ DAVID HARVEY

KOREY HAYNES

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here