İki Kara Deliğinin Gösterişli Dansı

Spitzer Teleskobu Tarafından Yakalanan İki Kara Deliğinin Dansı

Karadelikler, ışığın bile kaçamayacağı kadar güçlü bir kütle çekimine sahip olduğundan, doğrudan gözlenemezler ve bu nedenle incelenmesi zordur. Araştırmacılar bu parlak ışık parlamalarının zamanlamasını inceleyerek karadeliklerin hareketlerinin karmaşık koreografisini haritalamaya ve sistemin tam olarak ne zaman yeniden alevleneceğini tahmin etmeye çalıştılar. 120 yıldan uzun süren gözlemler ve on yıllar süren bilgisayar modelleri inşa ettikten sonra, astronomlar NASA’nın şu anda emekli olan Spitzer Uzay Teleskobu’ndan elde edilen veriler sayesinde nihayet bu kara deliklerin ne olduğunu anladılar.

İki “dans eden” kara delik, Dünya’dan 3.5 milyar ışıkyılı uzaklıkta, OJ 287 adı verilen bir galaksinin merkezinde yer alıyor. İkisinden daha büyük olanı, güneş kütlesinin 18 milyar katından daha ağır olan şimdiye kadar bulunan en büyük kara deliklerden biridir. Bu büyük kara deliğin etrafında dönen, güneş kütlesinin yaklaşık 150 milyon katı olan çok daha küçük bir kara deliktir. Her 12 yılda iki kez, daha küçük kara delik daha büyük kişinin diskinden veya kara deliğe düşen düz toz ve gaz bandından geçer ve parlak ışık patlamaları yaratır.

Küçük kara deliğin yörüngesi düzensiz olduğu için konumu ortağının etrafındaki her 12 yıllık döngü ile kayar bu yanıp sönmeler düzenli bir programda gerçekleşmez. Bazen sadece bir yıl arayla ortaya çıkabilirler, diğer zamanlarda ise on yıla kadar parlamadan geçer.

2010 yılında bir bilgisayar simülasyonu bir ila üç hafta içinde parlamalarını tahmin edebildi. 2018’de, Mumbai’deki Tata Temel Araştırma Enstitüsü’nde yüksek lisans öğrencisi olan Lankeswar Dey liderliğindeki bir başka araştırmacı grubu, parlamaların oluşumunu dört saat içinde tahmin edebileceğini iddia ettikleri yeni bir model yayınladı. 28 Nisan Salı günü Astrofizik Dergi Mektupları’nda yayınlanan yeni bir çalışmada, Dey’in grubu Spitzer’in 31 Temmuz 2019’da bir parlama gözleminin modelinin doğru olduğunu teyit ettiğini bildirdi.

NASA’nın Ocak ayında hizmet dışı bıraktığı Spitzer Uzay Teleskobu, o gün, Dünya’da veya uzayda başka hiçbir teleskopun göremediği parlamayı gözlemlemek için doğru zamanda gerçekleşti. O zaman, 287 OJ Dünya’nın bakış açısıyla güneşin karşı tarafındaydı.

Spitzer o sırada Dünya’dan 158 milyon mil (254 milyon kilometre) uzaktaydı ve bakış noktasından teleskop, 31 Temmuz’dan Eylül başlarına kadar bir aydan biraz fazla bir süre boyunca 287 OJ net görüşe sahipti.
” Spitzer’in sisteme ilişkin gözlemlerini denetleyen, açıklamada söyledi.

Bu doğru tahmini bulmak için, araştırmacılar sadece sistemin yörünge mekaniğine bakmadılar. Ayrıca, büyük nesneler uzayda hareket ettiklerinde ve çevrelerini çarpıttıklarında yaratılan uzay zamandaki yerçekimi dalgalarını veya dalgalanmalarını hesaba katmak zorunda kaldılar. Astronomlar, açıklamaya göre, OJ 287’deki kara delik sisteminin, daha küçük kara deliğin yörüngesini değiştirecek kadar güçlü yerçekimi dalgaları üretmesini bekliyor.

Yerçekimi dalgalarını hesaplamalarına dahil ederek, araştırmacılar sistemin parlama üreteceği 1.5 günlük bir zaman dilimini tahmin edebildiler. Ancak bunu, kara deliklerin “saçsız teoremini” dikkate alarak sadece dört saate kadar daralttılar Stephen Hawking’in ünlü bir şekilde şüphe ettiği bir fikir.

Bu teorem, kara delik yüzeylerinin engebeli ve düzensiz olmak üzere özelliksiz ve simetrik olduğunu ortaya koymaktadır. (Kara deliklerin tam anlamıyla bir “yüzeyi” yoktur, aksine olay ufku olarak bilinen görünmez bir sınır vardır, burada ışığın bile kara deliğin yerçekimi çekişinden kaçamayacağı yer.) Eğer OJ 287’nin ortasındaki büyük kara delik inişli çıkışlı olsaydı, kütlesi eşit olmayan bir şekilde dağılmışsa, daha küçük kara delik üzerindeki yerçekimi çekişi tutarsız olurdu, bu da daha küçük kara deliğin yörüngesini ve parlamaların zamanlamasını etkileyecektir. Ancak yeni çalışma, daha küçük nesnenin simetrik, spirograf şeklindeki yörüngesinin saçsız teoremi desteklediğini iddia ediyor.