Washington DC – ABD Ulusal Bilim Vakfı’nın bugün Washington, DC’de Event Horizon Telescope Collaboration ile ev sahipliği yaptığı bir basın toplantısında, gökbilimciler kendi Samanyolu galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara deliğin ilk görüntüsünü açıkladılar. Bu sonuç, nesnenin gerçekten bir kara delik olduğuna dair çok güçlü kanıtlar sağlıyor ve çoğu galaksinin merkezinde yer aldığı düşünülen bu tür devlerin işleyişi hakkında değerli ipuçları sağlıyor. Görüntü, dünya çapındaki bir radyo teleskop ağından alınan gözlemler kullanılarak Event Horizon Telescope veya EHT, Collaboration adlı küresel bir araştırma ekibi tarafından üretildi.
İndirmek Sgr A* görüntüsünün yüksek çözünürlüklü versiyonu.
Görüntü, galaksimizin tam merkezinde yer alan devasa nesneye uzun zamandır beklenen bir bakış. Bilim adamları daha önce Samanyolu’nun merkezinde görünmez, kompakt ve çok büyük bir şeyin etrafında dönen yıldızlar görmüşlerdi. Bu, Sagittarius A* (Sgr A*, “sadge-ay-star” olarak telaffuz edilir) olarak bilinen bu nesnenin bir kara delik olduğunu kuvvetle ileri sürdü ve bugünün görüntüsü onun ilk doğrudan görsel kanıtını sağlıyor.
Tamamen karanlık olduğu için kara deliğin kendisini göremesek de, çevresinde parlayan gaz belirgin bir imza ortaya koyuyor: parlak halka benzeri bir yapıyla çevrili karanlık bir merkezi bölge (“gölge” olarak adlandırılır). Yeni görüntü, kütlesi Güneşimizden dört milyon kat daha büyük olan kara deliğin güçlü yerçekimi tarafından bükülen ışığı yakalıyor.
Taipei Academia Sinica Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü’nden EHT Projesi Bilim İnsanı Geoffrey Bower, “Yüzük boyutunun Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi’ndeki tahminlerle ne kadar iyi uyuştuğunu görünce hayrete düştük.” Galaksimizin tam merkezinde neler olup bittiğini anlamak ve bu dev karadeliklerin çevreleriyle nasıl etkileşime girdiğine dair yeni içgörüler sunmak.” EHT ekibinin sonuçları bugün The Astrophysical Journal Letters’ın özel sayısında yayınlanıyor. https://iopscience.iop.org/journal/2041-8205/page/Focus_on_First_Sgr_A_Results
Kara delik Dünya’dan yaklaşık 27.000 ışıkyılı uzaklıkta olduğu için, bize gökyüzünde Ay’daki bir çörek kadar büyük görünüyor. Görüntülemek için ekip, tek bir “Dünya boyutunda” sanal teleskop oluşturmak için gezegendeki sekiz mevcut radyo gözlemevini birbirine bağlayan güçlü EHT’yi yarattı. [1]. EHT Sgr A*’yı birden çok gecede gözlemledi ve bir kamerada uzun pozlama süresi kullanmaya benzer şekilde arka arkaya birçok saat boyunca veri topladı.
Çığır açan gelişme, EHT işbirliğinin 2019’da daha uzaktaki Messier 87 galaksisinin merkezinde yer alan M87* adlı bir kara deliğin ilk görüntüsünü yayınlamasının ardından geldi.
Galaksimizin kara deliği M87’den bin kat daha küçük ve daha az kütleli olmasına rağmen, iki kara delik oldukça benzer görünüyor* [2]. EHT Bilim Konseyi Eş Başkanı ve teorik astrofizik profesörü Sera Markoff, “Tamamen farklı iki galaksimiz ve çok farklı iki kara delik kütlemiz var, ancak bu kara deliklerin kenarlarına yakın yerlerde inanılmaz derecede benzer görünüyorlar” diyor. “Bu bize, Genel Göreliliğin bu nesneleri yakından yönettiğini ve daha uzakta gördüğümüz herhangi bir farklılığın, karadelikleri çevreleyen malzemedeki farklılıklardan kaynaklanması gerektiğini söylüyor.”
Bu başarı, Sgr A* bize çok daha yakın olmasına rağmen, M87* için olduğundan çok daha zordu. ABD, Arizona Üniversitesi Steward Gözlemevi ve Astronomi Bölümü ve Veri Bilimi Enstitüsü’nden EHT bilim adamı Chi-kwan (‘CK’) Chan şöyle açıklıyor: “Kara deliklerin çevresindeki gaz aynı hızda hareket eder — neredeyse ışık kadar hızlı — hem Sgr A* hem de M87* çevresinde. Ancak gazın daha büyük M87*’nin yörüngesinde dolanması günler ila haftalar sürerken, çok daha küçük olan Sgr A*’da bir yörüngeyi yalnızca dakikalar içinde tamamlar. Bu, Sgr A* etrafındaki gazın parlaklığının ve düzeninin, EHT İşbirliği onu gözlemlerken hızla değiştiği anlamına geliyor – bu biraz, kuyruğunu hızla kovalayan bir köpek yavrusunun net bir fotoğrafını çekmeye çalışmak gibi.”
Araştırmacılar, Sgr A* etrafındaki gaz hareketini açıklayan sofistike yeni araçlar geliştirmek zorunda kaldılar. M87*, neredeyse tüm görüntülerin aynı göründüğü daha kolay, daha istikrarlı bir hedef olsa da, Sgr A* için durum böyle değildi. Sgr A* kara deliğinin görüntüsü, ekibin çıkardığı farklı görüntülerin ortalamasıdır ve sonunda galaksimizin merkezinde gizlenen devi ilk kez ortaya çıkarmıştır.
Bu çaba, dünyanın dört bir yanındaki 80 enstitüden 300’den fazla araştırmacının yaratıcılığı sayesinde mümkün oldu ve bunlar EHT İşbirliğini oluşturdu. Ekip, Sgr A* görüntülemenin zorluklarının üstesinden gelmek için karmaşık araçlar geliştirmenin yanı sıra, gözlemlerle karşılaştırmak için benzeri görülmemiş bir simüle edilmiş kara delikler kitaplığı derlerken verilerini birleştirmek ve analiz etmek için süper bilgisayarlar kullanarak beş yıl boyunca titizlikle çalıştı.
Bu süper bilgisayarlardan, beşinci makaledeki analiz, NSF Frontera süper bilgisayarında yaklaşık 80 milyon CPU saatini ve NSF Open Science Grid’de 20 milyon CPU saatini içeriyor. NSF’nin Güney Kutbu Teleskopu (SPT) ve NSF’nin Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (NRAO) altında yönetilen bir teleskop olan uluslararası Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA), 2017’de görüntü verilerini toplamak için kullanılan yedi teleskoptan ikisiydi.
Bilim adamları, nihayet çok farklı boyutlardaki iki kara deliğin görüntülerini elde etmekten özellikle heyecan duyuyorlar; bu, bunların nasıl karşılaştırıldıklarını ve zıtlıklarını anlama fırsatı sunuyor. Ayrıca, gazın süper kütleli kara deliklerin etrafında nasıl davrandığına dair teorileri ve modelleri test etmek için yeni verileri kullanmaya başladılar. Bu süreç henüz tam olarak anlaşılamamıştır ancak galaksilerin oluşumunu ve evrimini şekillendirmede kilit bir rol oynadığı düşünülmektedir.
Taipei, Academia Sinica, Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü’nden EHT bilim adamı Keiichi Asada, “Artık bu önemli sürecin nasıl çalıştığına dair değerli yeni ipuçları elde etmek için bu iki süper kütleli kara delik arasındaki farkları inceleyebiliriz” dedi. “Evrendeki süper kütleli kara deliklerin biri büyük, diğeri küçük ucunda olmak üzere iki kara delik için görüntülerimiz var, böylece yerçekiminin bu aşırı ortamlarda nasıl davrandığını test etmede her zamankinden çok daha ileri gidebiliriz.”
EHT’deki ilerleme devam ediyor: Mart 2022’deki büyük bir gözlem kampanyasında her zamankinden daha fazla teleskop yer aldı. EHT ağının devam eden genişlemesi ve önemli teknolojik yükseltmeler, bilim adamlarının yakın gelecekte daha da etkileyici karadelik görüntülerinin yanı sıra karadelik filmlerini paylaşmalarına olanak tanıyacak.
“Bu görüntü, küresel bir araştırma topluluğu olarak, imkansız görüneni mümkün kılmak için en parlak zihinlerimizi bir araya getirdiğimizde neler başarabileceğimizin bir kanıtıdır. Hepimizin iyiliği için bir araya geldiğimizde insanlığın başarabileceklerinin önünde dil, kıtalar ve hatta galaksiler duramaz. Bu, Samanyolu’nun kalbindeki kara deliği onlarca yıllık yoğun merak güdümlü keşif araştırmalarının ardından bir dönüm noktası olarak gördüğümüz tarihi bir andır. NSF Direktörü Sethuraman Panchanathan, NSF’nin bu yenilikçi araştırmaya ve bu tür fantastik keşifleri mümkün kılan altyapıya yatırım yapan uluslararası bir ortak olmaktan gurur duyduğunu söyledi.
notlar
[1] Gözlemlerin yapıldığı Nisan 2017’de EHT’ye dahil olan teleskoplar şunlardı: Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA), Atacama Yol Bulucu Deneyi (APEX), IRAM 30-metre Teleskopu, James Clerk Maxwell Teleskobu (JCMT), Büyük Milimetre Teleskobu Alfonso Serrano (LMT), Milimetre Altı Dizisi (SMA), UArizona Milimetre Altı Teleskopu (SMT), Güney Kutbu Teleskopu (SPT). O zamandan beri EHT, Grönland Teleskopu (GLT), Kuzey Genişletilmiş Milimetre Dizisi (NOEMA) ve Kitt Peak’teki UArizona 12 metrelik Teleskopu ağına ekledi.
ALMA Avrupa Güney Gözlemevi (ESO; üye devletlerini temsil eden Avrupa), ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) ve Japonya Ulusal Doğa Bilimleri Enstitüleri’nin (NINS) Ulusal Araştırma Konseyi (Kanada) ile birlikte bir ortaklığıdır. , Bilim ve Teknoloji Bakanlığı (Taipei’de MOST), Academia Sinica Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü (ASIAA) ve Kore Astronomi ve Uzay Bilimleri Enstitüsü (KASI; Kore Cumhuriyeti), Şili Cumhuriyeti ile işbirliği içinde. Ortak ALMA Gözlemevi, ESO, Associated Universities, Inc./Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi (AUI/NRAO) ve Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi (NAOJ) tarafından işletilmektedir. APEXMax Planck Radyo Astronomi Enstitüsü (Almanya), Onsala Uzay Gözlemevi (İsveç) ve ESO arasındaki bir işbirliği olan ESO tarafından işletilmektedir. bu 30 metre Teleskop IRAM tarafından işletilmektedir (IRAM Ortak Kuruluşları MPG (Almanya), CNRS (Fransa) ve IGN’dir (İspanya). JCMT Çin Bilimler Akademisi Astronomik Mega Bilim Merkezi, NAOJ, ASIAA, KASI, Tayland Ulusal Astronomi Araştırma Enstitüsü ve Birleşik Krallık ve Kanada’daki kuruluşlar adına Doğu Asya Gözlemevi tarafından işletilmektedir. bu LMT INAOE ve UMass tarafından işletilmektedir. SMA Center for Astrophysics tarafından işletilmektedir | Harvard & Smithsonian ve ASIAA ve UArizona SMT Arizona Üniversitesi tarafından işletilmektedir. bu SPT Arizona Üniversitesi tarafından sağlanan özel EHT cihazlarıyla Chicago Üniversitesi tarafından işletilmektedir.
Grönland Teleskobu (GLT) ASIAA ve Smithsonian Astrofizik Gözlemevi (SAO) tarafından işletilmektedir. GLT, ALMA-Tayvan projesinin bir parçasıdır ve kısmen Taipei’deki Academia Sinica (AS) ve MOST tarafından desteklenmektedir. KASIM IRAM tarafından işletilmektedir ve Kitt Peak’te UArizona 12 metrelik teleskop Arizona Üniversitesi tarafından işletilmektedir.
[2] Kara delikler, kütlenin boyutla ölçeklendiği bildiğimiz tek nesnelerdir. Diğerinden bin kat daha küçük olan bir karadeliğin kütlesi de bin kat daha küçüktür.
###
Daha fazla bilgi
EHT konsorsiyumu 13 paydaş enstitüden oluşmaktadır; Academia Sinica Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü, Arizona Üniversitesi, Chicago Üniversitesi, Doğu Asya Gözlemevi, Goethe-Universitaet Frankfurt, Institut de Radioastronomie Millimétrique, Büyük Milimetre Teleskopu, Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü, MIT Haystack Gözlemevi, Ulusal Japonya Astronomik Gözlemevi, Perimeter Teorik Fizik Enstitüsü, Radboud Üniversitesi ve Smithsonian Astrofizik Gözlemevi.
Ek Bağlantılar