Kara delik fotoğrafının önemi ne?

Bilim insanları, varlıkları uzun zamandır bilinen fakat daha önce kanıtlanamayan kara deliklerin ilk defa görüntüsüne ulaşmaya başardı. M87 Galaksisi’nin merkezinde yer alan kara delik, dünyamızdan tam 53 milyon ışık uzaklıkta yer alıyor. 40 milyar km çapındaki yani güneşin kütlesinin 6.5 milyar katı büyüklükteki bu oluşumun, evrendeki en büyük kara delik olabileceği tahmin ediliyor.

Kara delik fotoğrafının önemi ne?

Bilim insanları, varlıkları uzun zamandır bilinen fakat daha önce kanıtlanamayan kara deliklerin ilk defa görüntüsüne ulaşmaya başardı. M87 Galaksisi’nin merkezinde yer alan kara delik, dünyamızdan tam 53 milyon ışık uzaklıkta yer alıyor. 40 milyar km çapındaki yani güneşin kütlesinin 6.5 milyar katı büyüklükteki bu oluşumun, evrendeki en büyük kara delik olabileceği tahmin ediliyor.

Einstein’ın genel görelilik teorisinde bulunduğu tahminlerle örtüşen sistem, belki ilk bakışta olağanüstü görünen bir görsele sahip olmayabilir fakat kara deliklerin doğaları gereği gözle görülemediğini unutmamalıyız. Çünkü yer çekim kuvvetleri o kadar güçlüdür ki, ışık bile onlardan kaçmayı başaramaz. Haliyle fotoğraflarını almak mümkün olmaz. Bu yüzden yıllar boyunca gökbilimciler böyle bir fotoğrafın çekilmesinin imkansız olduğunu iddia ediyorlardı.

Peki bu fotoğraf nasıl çekildi?

4 Nisan 2017 yılında dünyanın farklı bölgelerindeki dağların üzerine yerleştiriliş 8 adet özel teleskop aynı anda belli bir noktaya odaklandırıldı. 1 hafta boyunca teleskopların hepsi birlikte hareket ederek içerisinde bulunduğumuz Samanyolu Galaksisi’nin merkeziyle, Galaksi Messier 87’nin merkezine yani kara deliğin bulunduğu galaksiye radyo dalgaları gönderdi. Hep beraber ilk kara deliğin fotoğrafını yakalayabilen uluslararası bir proje olan ‘Event Horizon Telescope’unu oluşturdular.

Dünya çevresine konuşlandırılan 8 teleskopun toplamı olan Event Horizon’un kapasitesi, dünyamız büyüklüğünde inşa edilecek bir teleskopla aynı güce sahiptir.
 

Fizikçiler yüzyıllar önce ilk kara delik görüntüsünü tasarladıklarından beri ders kitaplarından tutun da, NASA’da yer alan görsellere kadar kara delikle ilgili her şey çizimlerden ve illüstrasyonlardan ibaretti. Ta ki, Event Horizon’un ulaştığı görüntülere kadar.

Fizikçiler yıllar boyunca yeterli kütle ve yoğunluğu olan bir nesnenin, ışığı dahi yer çekimi alanında hapsedebileceğini düşünmüşlerdi. Dünyadan ayrılmak için Ay’dan ayrılmaya kıyasla daha hızlı hareket etmemizin gerektiği gibi, ayrılmak için ışığın hızından daha hızlı hareket etmemiz gereken bir yer olabiliceğini düşünmüşlerdi. Ayrıca halihazırdaki bilimsel kurallar bize hiçbir şeyin ışıktan daha hızlı hareket edemeyeceğini söylüyor.

Einstein’ın genel görelilik teorisindeki matematik bize, Event Horizon olarak tanımlanan, tamamen görünmez olan bir alanı tanımlar ve bu kara deliğin tam ortasındaki ‘tekilcilik’tir. Bu nokta bizim bugün bildiğimiz fiziği bozan, sonsuz yoğunluğun olduğu bir noktadır.

Günümüzde ise bilim insanları sadece kara deliklerin gerçek olmasıyla var olabilecek bir takım şeyler görmeye başladılar. Örneğin Samanyolu Galaksisi’nin etrafındaki yıldızların yörüngesi gibi. Bu yıldızlar görünmez bir noktanın etrafında sürekli olarak savrulmaktadır. Bu kadar küçük bir noktanın bu kadar çok yıldızın hareket etmesinin en mantıklı açıklaması, bir kara deliğin bu yıldızların kütlelerine uyguladığı güçtür.

Gökbilimciler, evrende küçük ve büyük çok sayıda kara delik olduğunu düşünüyorlar. Kara deliklerin izlerini bugüne kadar çok defa gördük fakat fotoğrafını hiç çekmemiştik. Bir kara deliği direk olarak görüntülemek imkansızdır çünkü ya çok küçük türler ya da çok uzaktadırlar veya her ikisidir.

Bizim galaksimizin merkezinde olan Sagittarious a Star kütlesi güneşin kütlesinin tam 4 milyon katıdır ancak Merkür’ün yörüngesine sığabilir. Bunu dünyadan görüntülemek ayın üzerinde telefon gibi küçük bir nesneyi bütün bulutlar ve gaz katmanlarının arasından görüntülemek gibidir. Sagittarious a Star, Samanyolu Galaksisi’nin merkezinde yer alan parlak ve çok yoğun bir astronomik radyo kaynağıdır. Hatta bir süper kütleli kara delik yeri olabileceği düşünülmektedir.



Fotoğrafın analizi

Kara deliğin etrafında gördüğümüz bu ışığa “Accretion Disc” yani ‘toplanma diski’ denilmektedir. Bu bir yıldızın kara deliğe çok yakın bir şekilde hareket ederken parçalara ayrılmasında dolayı oluşan disk şeklindeki ışıktır. Ancak fotoğrafın en önemli kısmı, hiç ışık olmayan yeri en ortasıdır. Bu karanlık kısmın çapı 25 milyar mil yani 40 milyar km’dir.

Kara deliğin yer çekim gücü o denli güçlüdür ki hiçbir şey buradan kaçamaz. Bu yüzden ‘Event Horizon’ denilen bu yer tamamen karanlıktır. Belki de bu fotoğraf sadece bir başlangıçtır. Event Horizon Teleskopu çoktan başka bir kara deliği gözlemlemeye başladı. Bu seferki dünyamıza daha yakın olacaktır.

Yazının başında belirttiğimiz gibi içinde bulunduğumuz Samanyolu Galaksisi’nin tam ortasında bulunan Sagittarious a Star kara deliği dünyamızdan sadece 25 bin ışık yılı uzaklıktadır. Yani görüntülenen Messier 87 Galaksisi’ne kıyasla çok daha küçüktür. Bu yüzden daha yakın olmasına rağmen görüntülenmesi daha zor olacaktır. İlk kara delik fotoğrafının çekimi bilim insanları için 2 yıla mal olduğuna göre diğer kara deliklerin fotoğraflarını görmek için biraz daha uzun süre beklememiz gerekmektedir.



Aslında çekilen fotoğraf tam olarak kara deliğin görüntüsü de değildir. Fotoğraf, kara deliğin olay ufkunun birikim diski üzerinde yarattığı gölgedir. Söz konusu gölgenin zaten kara deliğin kendisi olduğu yorumu da doğru değildir. Hawking Radyasyonu’nun görüntülenmesi halinde kara deliğin olay ufku ortaya çıkacaktır. Eldeki gölge esasında kara deliğin olay ufkundan 2.6r daha büyük bir alanı kaplamaktadır. Yani gölge kara deliğin kendisi değildir. Hatta olay ufku da kara delik olmamaktadır. Hakiki kara delik, bütün bu sistem içerisindeki en orta kısım yani tekillik noktasıdır.

Olay ufku içerisinde yer alan bu tekilliği görüntüleme imkanı ise yoktur. Ancak olay ufkunun yüzey kısmını fotoğraflamak bir gün gerçekleştirilecektir. Günümüzde kullanılan cihazlar henüz bu kabiliyete sahip değildir.