ESO’nun Çok Büyük Teleskopu (VLT) ile yapılan gözlemler Samanyolu’nun merkezindeki karadeliğin etrafında dolanan bir yıldızın tıpkı Einstein’ın genel görelilik teorisinin tahmin ettiği şekilde hareket ettiğini ortaya çıkardı. Yörüngesi Newton’un çekim teorisi ile tahmin edildiği gibi bir elips değil, rozete benzer şekildedir. Bu çok sonra elde edilmiş olan sonuç neredeyse 30 yıldır arttırılan hassas ölçümlerin bir sonucu olup, bilim insanlarına gökadamızın merkezinde yer alan devin gizemlerini çözme imkanı vermiştir.
“Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi’ne göre bir nesnenin diğeri etrafındaki bağlı yörüngeleri Newtoncu Çekimde olduğu gibi kapalı değildir ve hareket düzlemi boyunca ileriye doğru kayar. Bu ünlü etki – ilk kez Güneş’in etrafındaki Merkür gezegenin yörüngesinde görülmüştür – Genel Göreliliğin ilk ünlü kanıtıdır. Bir yüz yıl sonra şimdi biz de aynı etkiyi Samanyolu’nun merkezindeki yoğun radyo kaynağı Sagittarius A*’nın yörüngesindeki bir yıldızın hareketinde tespit ediyoruz. Bu gözlemsel gelişme Sagittarius A*’nın 4 milyon Güneş kütlesinde süper kütleli bir karadelik olması gerektiğine kanıtları güçlendirmektedir,” diyor bu sonuca ulaşmaya çalışan 30 yıllık çalışmaya liderlik eden, Almanya, Garching’teki Max Planck Yer-Ötesi Fiziği Müdürü Reinhard Genzel.
Güneş’ten 26 000 ışık-yılı uzaklıktaki Sagittarius A* ve çevresindeki yoğun yıldız kümesi başka türlü keşfedilmesi mümkün olmayan kütleçekiminin uç halini temsil eden eşsiz bir fizik laboratuvarı sağlamaktadır. Bu yıldızlardan biri olan S2, karadeliğe doğru en yakın nokta olan 20 milyar kilometrelik uzaklığa (Yer-Güneş mesafesinin yüz yirmi katı) sürüklenmektedir ve bu sayede böyle büyük kütleli bir deve en yakın yıldızlardan biri haline gelmektedir. Karadeliğe en yakın noktada S2 ışık hızının yüzde üçü civarında bir hıza ulaşmakta ve bir yörüngesini 16 yılda tamamlamaktadır. “Bu yıldızı yörüngesinde on beş yıldan uzun süredir takip ettikten sonra duyarlı gözlemlerimiz S2’nin Sagittarius A*’nın etrafındaki yolunda Schwarzchilde devinimi yaptığını net olarak tespit etmiştir,” diyor bugün Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlanan ölçüm sonuçlarını yürüten MPE’den Stefan Gillessen.
Çoğu yıldız ve gezegenin yörüngesi çembersel değildir ve bu nedenle etrafında dolandıkları nesneye yakınlaşıp uzaklaşırlar. S2’nin yörüngesi deviniyor, yani her turunda karadeliğe en yakın olduğu nokta yer değiştiriyor, aslında her dolandığı yörünge bir öncekine göre dönerek sonuçta rozet şekline dönüşüyor. Genel Görelilik bu yörünge değişiminin ne kadar olacağını tahmin edebiliyor, en son yapılan gözlemlerin ulaştığı sonuçlar ise teoriyle kesin bir uyum içinde. Schwarschild devinimi olarak bilinen bu etki daha önce bir süper kütleli karadeliğin etrafındaki bir yıldız için ölçülmemişti.
ESO’nun VLT’si ile yapılan çalışma aynı zamanda bilim insanlarının gökadamızın yakın çevresi hakkında daha çok şey öğrenmelerine yardım ediyor. “S2 ölçümleri Genel Göreliliği oldukça iyi takip ettiği için, Sagittarius A*’nın çevresine dağılmış karanlık madde ya da olası daha küçük karadelikler gibi görünmez maddelerin miktarına dair belirgin sınırlar koyabiliriz. Bu süper kütleli karadeliklerin oluşumu ve evrimini anlamak için ilgi çekici bir konu,” diyor projeye liderlik eden Fransız bilim insanları Guy Perrin ve Karine Perraut.
Bu sonuç Şili’deki Atacama Çölü’nde bulunan, zamanımızın en iyisi, bir dizi ESO VLT aygıtı kullanılarak, 27 yıldır sürdürülen S2 yıldızı gözlemlerinin toplamıdır. Yıldızın konumunu ve hızını ölçmek için alınan veri noktaları sayısı yeni araştırmanın hassasiyetini ve kusursuzluğunu ispat ediyor: ekip, GRAVITY, SINFONI ve NACO aygıtlarını kullanarak toplamda 330 ölçüm yapıyor. S2’nin süper kütleli karadeliğin etrafındaki turu yıllar adlığından, yıldızı otuz yıla yakın bir süre boyunca takip etmek ve yörünge hareketindeki karışıklığı ortaya çıkarmak oldukça önemliydi.
Araştırma MPE’den Frank Eisenhauer liderliğinde, Fransa, Portekiz, Almanya ve ESO’dan ortakların yer aldığı uluslararası bir ekiple yürütülmüştür. GRAVITY işbirliğini oluşturan ekibe, dört adet 8-metrelik VLT teleskopundan alınan ışığı birleştirerek süper bir teleskopa (130 metre çapında bir teleskopun çözünürlüğüne eşit) dönüştüren, VLT girişimölçeri için geliştirildikten sonra bu aytıgın ismi verilmiştir. Aynı ekip Genel Görelilik tarafından tahmin edilen başka bir etkiyi 2018 yılında bildirmişti: yıldız Sagittarius A*’nın yakınından geçtiğinde S2’den alınan ışığın daha uzun dalgaboylarına doğru genişlediğini gördüler. “Önceki sonuçlarımız yıldızdan yayılan ışığın Genel Göreliliğin etkilerine maruz kaldığını gösterdi. Şimdi görüyoruz ki, yıldızın kendisi de bu etkileri hissediyor,” diyor GRAVITY projesinde yürütücü olan Portekiz Astrofizik ve Kütleçekim Merkezi’nden Paulo Garcia.
Ekip ESO’nun gelecekteki Aşırı Büyük Teleskopu ile süper kütleli karadeliğe daha da yakın yörüngelerdeki çok daha sönük yıldızları görebileceklerini düşünüyor. “Eğer şansımız varsa, kara deliğe daha da yakın, onun aslında dönüşünü hisseden yıldızları görebiliriz,” diyor Cologne Üniversitesi’nden başka bir proje yürütücüsü Andreas Eckart. Bunun anlamı gökbilimciler Sagittarius A*’yı karakterize eden iki bileşeni, dönme ve kütleyi ölçerek etrafındaki uzay ve zamanı tanımlayabilecekler. “Bu da yine göreliliğin tamamen başka boyuttaki bir testi olacak,” diyor Eckart.
Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin
