Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskop Girişimölçeri (ESO VLTI) gökadamızın merkezinde bulunan süper kütleli kara deliğin etrafındaki bölgenin şimdiye kadarki en derin ve keskin görüntülerini elde etti. Yeni görüntüler VLTI öncesinde mümkün olanın 20 katına kadar yakınlaştırma sağlarken, gökbilimcilerin kara deliğin etrafında şimdiye kadar görülmemiş yıldızları bulmalarını sağladı. Samanyolu gökadasının merkezindeki yıldızların yörüngelerini izleyen ekip kara deliğin kütlesine dair en hassas ölçümleri gerçekleştirmiş oldu.
“Samanyolu’nun merkezindeki kara delik Sagittarius A* hakkında daha fazla şey öğrenmek istiyoruz: Kütlesi tam olarak nedir? Dönüyor mu? Etrafındaki yıldızlar Einstein’ın genel görelilik teorisinden beklediğimiz şekilde mi hareket ediyor? Bu soruları cevaplamanın en iyi yolu süper kütleli kara deliğin yakınlarındaki yıldızların yörüngelerini takip etmek. Biz bunu şimdiye kadar görülmemiş bir hassasiyette yapabileceğimizi gösteriyoruz,” diye açıklıyor Sagittarius A* araştırmaları üzerine 2020 yılında Nobel Ödülü kazanan, Almanya, Garching’teki Max Planck Yer Ötesi Fiziği Enstitüsü (MPE) müdürü Reinhard Genzel. Genzel ve ekibinin Samanyolu’nun süper kütleli kara deliği etrafında dolanan yıldızların yörüngelerine dair otuz yıldır devam eden çalışmalarına dair son bulguları bugün iki makale ile Astronomy & Astrophysics’te yayımlandı.
Kara deliğe daha da yakın yıldızları bulabilmek için GRAVITY olarak bilinen iş birliği ekibinin yeni geliştirdiği analiz yöntemi sayesinde gökada merkezinin daha derin ve keskin görüntüleri elde edildi. “VLTI bize inanılmaz bir uzaysal çözünürlük sağlıyor ve yeni görüntülerle daha öncekinden çok daha derinlere ulaşabiliyoruz. Kara deliğin etrafındaki yıldızların hareketleri ve sayıları ile ortaya çıkarılan ayrıntılar karşısında şaşkınız,” diye açıklıyor MPE’de bulunduğu sırada ekibin görüntüleme çabalarına liderlik eden Garching, Max Planck Astrofizik Enstitüsünde araştırmacı Julia Stadler. S300 adlı yeni bulunan bir yıldız bu yöntemin ne kadar güçlü olduğunu gösteriyor, özellikle Sagittarius A* yakınlarındaki çok sönük nesneleri fark edebilmek için.
Mart ve Temmuz 2021 arasında sürdürülen en son gözlemleri ile ekip kara deliğe yaklaşmakta olan yıldızları hassas bir şekilde ölçümlemeye odaklandı. Bunlar arasında Mayıs 2021’de kara deliğe en yakın geçişi yaparak rekoru elinde bulunduran S29 yıldızı da bulunuyor. Bu yıldız, kara deliğe yakınlaşarak, Güneş Dünya uzaklığının yaklaşık 90 katı kadar, sadece 13 milyar kilometre uzaklıktan ve saniyede 8470 kilometreye ulaşan bir hızda geçiş yapmıştır. Kara deliğe bu kadar yakından ve böyle hızlara ulaşarak geçen herhangi bir yıldız olmamıştır.
Ekibin ölçümleri ve alınan görüntüler, ESO’nun Şili’de bulunan VLTI üzerindeki eşsiz GRAVITY aygıtı sayesinde olmuştur. GRAVITY ESO’nun 8.2-metrelik dört adet Çok Büyük Teleskobu (VLT) ile alınan ışığı girişim ölçümü denilen bir yöntemle birleştirmektedir. Bu karmaşık bir yöntem olup, “sonunda VLT teleskoplarının tek başına aldığından 20 kat daha keskin görüntülere ulaşıyor ve Gökada Merkezi’nin gizemlerini ortaya çıkarıyorsunuz,” diyor GRAVITY proje yürütücüsü, MPE’den Frank Eisenhauer.
“Sagittarus A* etrafındaki yakın yörüngelerde bulunan yıldızları takip etmek Dünya’ya en yakın büyük kütleli kara deliğin etrafındaki çekimsel alanı hassas bir şekilde tespit etmeyi, Genel Göreliliği test etmeyi ve kara deliğin özelliklerini belirlemeyi sağlıyor,” şeklinde açıklıyor Genzel. Ekibin önceden aldığı verilerle birleştirilen yeni gözlemler, yıldızların yörüngelerinin, Genel Görelilik ile tahmin edilen yolu izlediklerini onaylıyor. Güneş’in 4,30 milyon katındaki kara deliğin kütlesi şimdiye kadar yapılmış olan en hassas değeri gösteriyor. Araştırmacılar ayrıca Sagittarius A*’nın uzaklığını da daha doğru bir şekilde 27 000 ışık yılı olarak güncellediler.
Yeni görüntüleri elde edebilmek için gökbilimciler bir makine öğrenmesi tekniği olan Bilgi Alanı Teorisini kullandılar. Gerçek kaynakların GRAVITY ile gözlendiklerinde neye benzeyeceğini gözlemlerle karşılaştırdılar. Bu sayede Sagittarius A*’nın etrafındaki yıldızların bulunması ve izlenmesi mümkün oldu. Ekip GRAVITY gözlemlerine ek olarak önceki VLT aygıtları olan NACO ile SINFONI ve Keck Gözlemevi ile NOIRLAB Gemini Gözlemevi’nden alınan ölçümleri de kullandılar.
GRAVITY bu on yılın sonunda GRAVITY+ olarak güncellenerek tekrar ESO’nun VLTI girişimölçeri ile kullanılacak ve kara deliğe daha yakın ve daha sönük yıldızları ortaya çıkarabilecek. Ekip nihayetinde kara deliğin dönmesi nedeniyle oluşan çekimsel etkilere maruz kalan yeterince yakın yörüngelerdeki yıldızları bulmayı amaçlıyor. ESO’nun gelecekteki Aşırı Büyük Teleskobu (ELT) halen Şili’deki Atacama Çölünde inşa halinde olup, ekibin bu yıldızların hızlarını çok daha hassas bir şekilde ölçmelerini sağlayacak. “GRAVITY+ ve ELT’nin güçleri birleştirildiğinde kara deliğin ne kadar hızlı döndüğünü de bulabileceğiz,” diyor Eisenhauer. “Bunu şimdiye kadar kimse başaramadı.”
Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin
