Araştırma: Bulunması en zor kara delikler galaksimizin merkezinde mi pusuda bekliyor?
Paul Sutter*
Evrende bulunması en zor karadelikler büyük ya da küçük olanlar değil, orta büyüklüktekilerdir. Bir grup gökbilimci, bu kara delikleri yakalamak için uzay-zamandaki dalgalanmaları kullanan yeni bir yöntem geliştirdi.
Bilinen iki genel kara delik türü vardır. Ortada, Güneş’in birkaç katı kütle ile Güneş’in birkaç düzine katı büyüklüğünde değişken yıldız kütleli kara delikler vardır. Ayrıca süper kütleli kara delikler de vardır; Bu karadeliklerin kütleleri bir milyon güneş kütlesinden 50 milyar güneş kütlesine kadar değişmektedir.
GİDENLER NE OLACAK?
Gökbilimciler, bu iki ucun ortasında, Güneş’in birkaç bin katı kütleye sahip, ‘orta kütleli kara delikler’ (IMBH) olarak da bilinen bazı kara deliklerin olabileceğini öne sürüyorlar.
Ancak bir sorun var: Bu kara delikleri onlarca yıldır aramamıza rağmen hala bulamadık. Yine de, ön baskı sunucusu arXiv.org için bir makale yazan gökbilimcilerden oluşan bir ekip, karadeliklerin Samanyolu’nun merkezindeki hareketinin neden olduğu uzay-zamandaki hassas dalgalanmaları kullanarak IMBH’leri avlamak için yeni bir yol önerdi.
SÜPER KÜTLEYE GİDEN YOLDA SADECE BİR ADIM
Gökbilimciler umutsuzca bir IMBH bulmak istiyorlar; çünkü bu keşif, kara deliklerin oluşum tarihini çözmelerine yardımcı olacak. Şimdi anladığımız kadarıyla dev kara delikler bugünkü halleriyle ortaya çıkmadılar. Aksine, yalnızca yıldız kütleli kara delikler olarak göründüler. Daha sonra, yüz milyonlarca yıldır birbirine çok yakın duran madde kümelerini yok ettiler ve birbirlerini buldular, birleştiler ve hızla bugünkü etkileyici boyutlarına ulaştılar. Bu hızlı büyüme, geride çok az IMBH bırakılması gerektiğini ortaya çıkardı; çünkü bir kara deliğin bu boyutu, bir kara deliğin büyük kütleye giden gerçek yolunda yalnızca süreksiz bir adımı temsil eder.
Öte yandan, diğer kara delik oluşum modelleri, IMBH’lerin gerçekten yaygın olabileceğini, ancak tespit edilmesinin zor olabileceğini göstermiştir. Örneğin, galaktik çekirdekteki çok sıkışık koşullar, binlerce büyük, ancak olağanüstü kütleli olmayan kara delikler yaratmaya yatkın olabilir. Ancak, galaksinin tam merkezindeki süper kütleli kara delikler görüş alanımıza hakim olacağından, orta kütleli kara delikler pusuda bekliyor olabilir.
YERÇEKİM DALGALARI NEDENİYLE
Bu olasılıkları test etmek için, yeni çalışmanın yazarları, Avrupa Uzay Ajansı’nın 2037’de başlatmayı planladığı planlı bir yerçekimi dalgası detektörü olan Lazer İnterferometre Uzay Antenini (LISA) kullanmayı umuyor. Gözlemevi, ilk kez yerçekimi dalgalarını tespit edecek. , Güneş Sisteminden geçerken Einstein tarafından tahmin edilen uzay-zamandaki hassas dalgalanmalar.
Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ve Virgo gibi benzer yer tabanlı gözlemevleri, yıldız-kütle kara delik birleşmelerini tespit etmede şimdiden olağanüstü bir başarı elde etti; ancak bu aletler, daha büyük rastgele herhangi bir şeyden yayılan sinyalleri algılamak için gereken frekanslara duyarlı değildir.
LISA programı, Güneş’in yörüngesinde dönen ve her zaman orta noktayı gözetleyecek üç uydudan oluşacaktır. Bir yerçekimi dalgası yayıldığında, uydular açık bir şekilde okyanus boyunca yayılan bir gelgit dalgasını tespit eden şamandıralar olarak bir iz kaydedecektir.
gökbilimcilerin ÇOK AHŞAP İHTİYACI OLACAK
Gökbilimcilerin ayrıca IMBH’leri ararken biraz şansa ihtiyacı olacak. Galaktik merkezdeki bir IMBH, daha küçük bir kara delik, bir nötron yıldızı veya bir beyaz cüce gibi başıboş ağır bir nesneyi yakalarsa, süreç LISA’nın büyük olasılıkla tespit edebileceği yerçekimi dalgaları yayar. IMBH’nin kendisi merkezi süper kütleli kara deliğin yörüngesinde dolaşacağından, bu yerçekimi dalgaları, tıpkı geçen bir ambulanstan yayılan sesteki artış ve azalma gibi, IMBH’nin hareketinden dolayı bir “Doppler kaymasına” uğrayacaktır.
IMBH usulüne uygun olarak galaktik merkezimizde gizleniyorsa, bu sessiz yıkım faaliyetleri yerçekimi dalgalarında hassas imzalar bırakabilir. Öte yandan, önerilen yöntem şu anda tamamlanmış olmaktan çok uzak: LISA, IMBH’leri yalnızca bin ila 100.000 güneş kütlesi arasındaysa tespit edebilecek. Emin olmak için beklemesi gerekecek ama işe yarayabilir.
* SUNY Stony Brook Üniversitesi ve New York’taki Flatiron Enstitüsü’nde astrofizik araştırma profesörü
Yepyeni makale Live Science web sitesinden alınmıştır. (Çeviri: Tarkan Tufan)
