Uzayın En Karanlık Noktası Kara Delikler, Binlerce Sırrı İçinde Barındırıyor

“Kara deliklerin sesine” ilişkin 28 Haziran’da yayımlanan araştırmada, evrendeki en büyük ve kötü kara deliklerin uzaydaki tarifi zor gürleme sesine dair yerçekimi dalgalarına rastlandı.

Araştırma bilim dünyasında kara deliklere dair şimdiye kadar nelerin bilindiğini gündeme getirdi.

Matematiksel olarak hayal edilebilecek en karanlık nesne kara delikler, ne ışık saçıyor ne de yansıtıyor. Kara deliklerde ne olduğu dışarıdan bakıldığında anlaşılamazken, sadece kütlesi, yükü ve dönüş durumu hakkında bilgi edinilebiliyor.

Işık bile dışarı çıkamıyor

Yerçekiminin, ışığın bile dışarı çıkamayacağı kadar güçlü olduğu kara delikler gözle görülemese de farklı yöntemlerle tespit edilebiliyor. Bilim insanları, güçlü yerçekiminin kara delik çevresindeki yıldızları ve gazı nasıl etkilediğini gözlemleyerek onların bir yörünge veya kara delik çevresinde hareket edip etmediklerini inceliyor.

Bir kara delik ve yıldız yakına geldiklerinde yüksek enerjili bir ışık meydana geliyor. Bu tür ışıklar, insan gözüyle görülemiyor. Bu nedenle bilim insanları, yüksek enerjili ışıkları görebilmek için uzaydaki uyduları ve teleskopları kullanıyor.

Öte yandan, yalnızca özel araçlı uzay teleskopları kara delikleri tespit edebiliyor. Bu özel araçlarla, kara deliklere yakın yıldızların nasıl diğer yıldızlardan farklı hareket ettiği gözlemlenebiliyor.

Kara delikler küçük veya büyük olabiliyor, bilim insanları en küçük kara deliklerin bir atom kadar olduğunu düşünüyor. Bunların çok küçük olsalar da büyük bir dağın kütlesine sahip olduğuna inanılıyor.

Yıldızların yaşamlarının sonuna ulaşması kara deliği oluşturuyor

National Geographic’e göre, kara delikler, yıldız, orta, süper ve minyatür olmak üzere 4 gruba ayrılıyor. Kara deliğin oluşmasında en yaygın bilinen olaylardan biri, yıldızların yaşamlarının sonuna ulaşması, şişip kütle kaybederek beyaz ışıklı cüce yıldıza dönüşmesi olarak görülüyor. Ancak yıldızların en büyükleri, Güneş’in 10 ila 20 katı olanlar, ya yıldız kütleli kara deliğe dönüşüyor ya da çok yoğun nötron yıldızı haline geliyor.

Son aşamalarda muazzam yıldızlar süpernova olarak bilinen patlamalarla yok oluyor. Ancak bu patlamayla yıldız, arkasında çekirdeğini bırakıyor. Yıldız hayattayken kütleden kaynaklanan yerçekimini dengeleyebiliyorken, patlamanın ardından bunun için yeterli kuvvet bulunmuyor. Bu nedenle yıldız çekirdeği içe doğru çökmeye başlıyor. Kütlenin tamamen küçük bir nokta haline gelmesiyle, kara delik oluşuyor.

Yıldızların tümü yok olduktan sonra kara deliğe dönüşmüyor. Bazıları yalnızca nötron yıldızına veya beyaz ışıklı cüce yıldıza dönüşüyor. Kara deliklerin oluşması için diğer bir yol da uzayda bulunan gazın doğrudan çökmesi. Bu yolla, Güneş’in kütlesinden bin ile 100 bin kat daha fazla kütleye sahip çok büyük kara delikler oluşabiliyor.

Samanyolu Galaksisi’nde 10 milyon ile 1 milyar arasında kara delik olabilir

ABD Havacılık ve Uzay Ajansı’ndan (NASA) derlenen bilgilere göre, kara deliklerin bir diğer türü “yıldız kütleli” olanlar, Güneş’in kütlesinin 10 ila 24 katı olabiliyor. Samanyolu Galaksisi’nde pek çok yıldız kütleli kara delik olabileceği düşünülüyor.

Astronomlar, bu tür kara delikleri, başka bir yıldızın, kara deliğin yerçekimine doğru çekilmesiyle tespit ediyor. Çoğu yıldız kütleli kara deliği, tespit etmesi zor. Bu tür kara deliklerin oluşumu için çok sayıda yıldız gerekiyor olsa da bilim insanları, sadece Samanyolu Galaksisi’nde bile 10 milyon ile 1 milyar arasında kara delik olabileceğini tahmin ediyor.

En büyük kara delikler ise “süper kütleli” olarak adlandırılıyor. Bu kara deliklerin kütlesinin 1 milyon Güneş kütlesinden daha fazla olabileceği ifade ediliyor. Bilim insanları, her büyük galaksinin merkezinde bir süper kütleli kara delik olduğuna inanıyor. Astronomlar, bu tür kara delikleri yakındaki yıldız ve gazlara etkilerini gözlemleyerek tespit ediyor.

Samanyolu Galaksisi’nde 100 milyondan fazla kara deliğin olabileceği düşünülüyor ancak bunların tespiti çok zor. Samanyolu Galaksisi’nin merkezindeki süper kütleli kara delik, “Sagittarius A*” olarak adlandırılıyor. Sagittarius A*’nın kütlesi, 4 milyon Güneş’in sahip olduğu kütleye denk ve birkaç milyon Dünya’nın içine sığabileceği çok büyük bir topun içine sığabilecek büyüklükte. Bu kara delik, Dünya’ya yaklaşık 26 bin ışık yılı uzaklıkta.

Kara deliklerin en küçüğünün teorik olarak var olduğu belirtiliyor. Astronomlar, orta kütledeki kara deliklerin evrende var olduğundan da şüphelense de henüz bunun için kanıtlar net değil.

Kara delik kavramının ortaya çıkışı

Avrupa Uzay Ajansı’ndan (ESA) elde edilen bilgilere göre, astronomi, jeoloji ve yerçekimi gibi alanlarda çalışmış bilim insanı John Michell, 1784’te ışığın parçacık akışı olması varsayımıyla, yerçekiminden de etkilenmesi gerektiğini öne sürdü. Bu varsayımdan hareketle Michell, Güneş’ten 500 kat kadar büyük bir yıldızın, ışığın bile kaçamayacağı güçlü bir yerçekimsel alan oluşturacağını tahmin ederek buna “kara yıldızlar” adını verdi.

Albert Einstein da 1916’da ilk kez kara deliklerin varlığı hakkında genel görelilik teorisiyle tahminde bulundu. “Kara delik” kavramı, 1967’de Amerikalı astronom John Wheeler tarafından ilk kez kullanıldı.

İlk tespit edilen kara delik, Samanyolu Galaksisi’nde bulunan Cygnus takımyıldızında yer alan Cygnus-X1’di. NASA’ya göre, astronomlar, kara deliğe dair ilk işaretleri 1964’te bir sondaj roketinin X-ışınlarının gökyüzündeki kaynaklarını tespit etmesiyle gördü. 1971’de astronomlar, X-ışınlarının garip karanlık bir cismin yörüngesinde bulunan parlak mavi bir yıldızdan kaynaklandığına karar verdi.

Dünya’ya en yakın kara delik “Unicorn” adıyla anılıyor ve yaklaşık 1500 ışık yılı uzaklıkta. Çok düşük kütleli olan kara deliğin, 3 Güneş’e eşdeğer olduğu belirtiliyor.

Kara deliğin ilk görseli

Bir kara deliğin ilk görseli, 2019’da Olay Ufku Teleskobu (Event Horizon Telescope-EHT) tarafından yayınlandı. Bu kara delik, Dünya’ya 55 milyon ışık yılı uzakta olan M87 galaksisinin merkezinde bulunuyor.

Dünya’nın farklı noktalarındaki teleskoplarla, etkili ve Dünya boyutunda bir teleskop oluşturan EHT, 2017’de verileri toplamaya başlayarak 2 yıl süren çalışmanın ardından ilk kara delik görselini paylaştı.

Görseli elde edilen ve Güneş’ten 6,5 milyar kat daha ağır olan kara delik, Samanyolu Galaksisi’ne 54,8 milyon ışık yılı uzaktaki M87 Galaksisi’nde bulunuyordu.

Bilim insanları, Mayıs 2022’de de Samanyolu Galaksisi’nin merkezinde yer alan süper kütleli kara delik Sagitarrius A*’nın ilk görselini elde etti.

“Kara deliklerin sesi”

28 Haziran’da yayımlanan bir araştırmada da evrendeki en büyük ve kötü kara deliklerin uzaydaki tarifi zor gürleme sesine dair yerçekimi dalgalarına rastlandı.

Araştırma, Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen Kuzey Amerika Nanohertz Yerçekimi Dalgaları Gözlemevi’nin (NANOGrav) girişimiyle 15 senedir toplanan verilerle yapıldı.

NANOGrav, bunun için pulsar adı verilen nötron yıldızlarını gözlemledi ve tespit ettikleri yerçekimi dalgalarının şimdiye kadar ölçülenlerin en güçlüsü olduğu görüldü.

Yapılan ölçümde, daha önceki çalışmalarda bir kara delik ve nötron yıldızının bir araya gelmesinden elde edilen yerçekimi dalgalarından, yaklaşık 1 milyon kat daha fazla enerji ortaya çıktığı belirtildi.

Şimdiye kadar bilim insanları, sadece küçük kara deliklerin yerçekimi dalgalarını tespit edebilmişti. Bunlardan ilki, 2015’te Güneş’ten 30 kat fazla kütleye sahip iki kara deliğin birleşmesine dair dalgaları tespit eden bir araştırmaydı.