İlk kez bir kara deliğin görüntüsünü oluşturan Olay Ufku Teleskobu (EHT-Event Horizon Telescope Colloboration) iş birliği, Messier 87 (M87) gökadasının merkezindeki büyük kütleli nesnenin kutuplanmış ışıktaki yeni bir görüntüsünü ortaya çıkardı. Gökbilimciler ilk kez bir kara deliğin sınırlarına bu kadar yakın bir bölgedeki manyetik alanların özelliklerini ışık polarizasyonuyla ölçebilmeyi başardı. Gözlemler 55 milyon ışık-yılı uzaklıktaki M87 gökadasının merkezinden çıkan yüksek enerjili jetlerin açıklanması için anahtar olacak.
“Kara deliklerin etrafındaki manyetik alanların nasıl davrandıklarını ve uzayın bu çok sıkışık bölgesindeki aktivitenin gökadanın çok ötesine kadar uzanan jetleri nasıl ortaya çıkardığını anlamak için gerekli olan önemli bir diğer kanıtı görüyoruz şu anda,” diyor EHT Kutuplanma Çalışma Grubu Koordinatörü, Hollanda’daki Radboud Üniversitesi öğretim üyesi Monika Mościbrodzka.
10 Nisan 2019’da bilim insanları, karanlık bir merkezi bölge ile, parlak halka-benzeri bir yapının yer aldığı bir kara deliğin — ya da kara deliğin gölgesinin — ilk görüntüsünü yayınlamıştı. O tarihten itibaren, EHT iş birliği M87 gökadasının merkezinde bulunan süper kütleli kara deliğin 2017 yılında alınmış olan verilerini ayrıntılı olarak inceledi. M87 kara deliğinin etrafındaki ışığın önemli bir kısmının polarize olduğu keşfedildi.
“Bu çalışma ile büyük bir gelişme oldu: ışığın kutuplanması, daha önce mümkün olmayan, Nisan 2019’da gördüğümüz görüntünün arkasındaki fiziği daha iyi anlamamızı sağlıyor,” diye açıklıyor İspanya Valencia Üniversitesi’nde GenT Seçkin Araştırmacısı, EHT Polarizasyon Çalışma Grubu Koordinatörü Iván Martí-Vidal. Şunu da ekliyor “bu yeni kutuplanmış ışık görüntüsünü ortaya çıkarmak için uzun yıllar gerektiren karmaşık veri toplama ve analiz yöntemleri devreye giriyor.”
Polarizasyon Sayesinde Karadeliğin Manyetik Alan Çizgileri Görüntülenebildi
Işık belirli filtrelerden geçerken polarize olabiliyor, örneğin polarize güneş gözlüğü camları gibi ya da manyetik alanların olduğu uzayın sıcak bir bölgesinden yayıldıklarında. Polarize güneş gözlüklerinin parlak yüzeylerdeki yansıma ve parıldamaları azaltarak görüşümüzü iyileştirmesi gibi, gökbilimciler de kara deliğin etrafındaki bölgenin daha net görüntülerini elde etmek için, kutuplanmış(polarize) ışığın kaynağına bakıyor. Özellikle kutuplanma sayesinde gökbilimciler kara deliğin iç sınırlarında oluşan manyetik alan çizgilerini görüntüleyebiliyor.
“Yeni yayınlanan kutuplanmış ışık görüntüleri kara deliğin manyetik alan sayesinde maddeleri nasıl ‘yediğini’ ve güçlü jetler ortaya çıkardığını anlamak için anahtar konumunda,” diyor EHT iş birliği üyesi, ABD Princeton Kütle Çekimi Girişimi ve Princeton Teorik Bilimler Merkezi’nde NASA Hubble Çalışanı Andrew Chael.
M87’nin merkezinden çıkarak en az 5000 ışık-yılı mesafeye kadar uzanan parlak enerji ve madde jetleri gökadanın en gizemli ve güçlü özelliklerinden biridir. Bir kara deliğin sınırına yakın konumda bulunan çoğu madde içeriye düşmektedir. Ancak, civarda bulunan parçacıkların bir kısmı yakalanmadan önce momentum kaybederek jet biçiminde uzaya doğru atılır.
Gökbilimciler kara delik yakınlarındaki maddenin nasıl davrandığına dair süreci daha iyi anlamak için farklı modeller üzerinde çalışıyor. Ancak ne kendisinden daha büyük jetlerin gökadanın – Güneş Sistemi ile karşılaştırılabilecek boyutlardaki – merkezinden nasıl fırlatıldığını ne de maddenin kara deliğe tam olarak nasıl düştüğünü halen bilmiyorlar. Kara deliğin ve gölgesinin polarize ışıktaki yeni EHT görüntüsü ile gökbilimciler ilk kez kara deliğin hemen dışında bulunan, maddenin içeriye düşmesi ve dışarıya atılması olaylarının gerçekleştiği bölgeye bakmayı başardı.
Galaksinin merkezinde süper kütleli bir kara delik vardır ve galaksinin çok ötesine uzanan jetleriyle ünlüdür.
En üstteki Hubble görüntüsü, yaklaşık 6000 ışıkyılı boyutundaki jetin bir bölümünü yakalar.
ESO’nun ortak olduğu Şili merkezli Atacama Büyük Milimetre / milimetre-altı Dizisi (ALMA) ile elde edilen polarize ışık görüntülerinden biri, jetin bir kısmını polarize ışıkta gösteriyor.
Bu görüntü, jetin 6000 ışıkyılı büyüklüğündeki bölümünü galaksinin merkezine daha yakın bir yerde çekiyor.
Diğer polarize ışık görüntüleri, süper kütleli kara deliğe daha da yakınlaşıyor: orta görünüm, yaklaşık bir ışık yılı büyüklüğünde bir bölgeyi kapsıyor ve ABD’deki Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi’nin Çok Uzun Temel Düzeni (VLBA) ile elde edildi.
En yakınlaştırılmış görünüm, sanal bir Dünya boyutunda teleskop, Event Horizon Telescope veya EHT oluşturmak için dünyanın dört bir yanındaki sekiz teleskopu birbirine bağlayarak elde edildi.
Bu, gökbilimcilerin süper kütleli kara deliğin çok yakından, jetlerin fırlatıldığı bölgeyi görmelerini sağlar.
Çizgiler, görüntülenen bölgelerdeki manyetik alanla ilgili olan polarizasyonun yönünü gösterir.
ALMA verileri, jet boyunca manyetik alan yapısının bir açıklamasını sağlar.
Bu nedenle, EHT ve ALMA’dan gelen birleşik bilgiler, gökbilimcilerin olay ufkunun çevresinden (ışık günü ölçeklerinde EHT ile incelendiği gibi) güçlü jetleri boyunca M87 galaksisinin çok ötesine kadar manyetik alanların rolünü araştırmasına olanak tanır. ALMA ile bin ışık yılı ölçeğinde).
GHz cinsinden değerler, farklı gözlemlerin yapıldığı ışık frekanslarını ifade eder.
Yatay çizgiler, her bir görüntünün ölçeğini (ışık yılı cinsinden) gösterir.
Telif:EHT İşbirliği;
ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), Goddi ve diğerleri;
NASA, ESA ve Hubble Miras Ekibi (STScI / AURA);
VLBA (NRAO), Kravchenko ve diğerleri;
JC Algaba, I. Martí-Vidal
Gözlemler kara deliğin hemen dışındaki manyetik alanların yapısı hakkında yeni bilgiler sağladı. Ekibe göre olay ufkunda görülenleri sadece güçlü bir şekilde manyetik özellik kazanmış gazları destekleyen teorik modeller açıklayabilir.
“Gözlemlere göre kara deliğin sınırındaki manyetik alanlar, sıcak gazın kütle çekimine karşı koyarak geri itilmesine yetecek kadar güçlü. Sadece alan boyunca kaçmayı başaran gaz sarmal çizerek olay ufkuna ulaşıyor,” diye açıklıyor EHT Teorik Çalışma Grubu Koordinatörü, ABD Colorado Boulder Üniversitesi’nden Jason Dexter.
8 Teleskobun Gücü Ayın Yüzeyindeki Bir Kredi Kartının Uzunluğunu Ölçebilecek Güçte
M87 gökadasının merkezini gözlemek için dünya genelindeki sekiz teleskop — bunlar arasında Avrupa Güney Gözlemevi (ESO)’nun ortağı olduğu, Şili’nin kuzeyindeki Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi (ALMA) ve Atacama Öncül Deneyi (APEX) de yer alıyor — EHT denilen Dünya boyutlarında sanal bir teleskop oluşturmak üzere birbirlerine bağlanarak iş birliği içinde çalıştı. EHT ile ulaşılan etkileyici çözünürlük gücü ile Ay’ın yüzeyinde bulunan bir kredi kartının uzunluğu ölçülebilir.
“Güney yarım küresindeki konumları ile EHT ağını coğrafi olarak genişleten ALMA ve APEX sayesinde görüntü kalitesi arttırılmış ve böylece Avrupalı bilim insanları bu araştırmada merkezi bir rol oynamıştır,” diyor ESO’nun ALMA Avrupa Program Bilimcisi Francisca Kemper. “66 anteni sayesinde ALMA kutuplanmış ışık sinyallerinin toplanması konusunda ağırlığını koyarken, APEX ile görüntülerin kalibrasyonu sağlanmıştır.”
“Kara deliğin olay ufku yakınlarındaki maddenin nasıl davrandığını açıklayan teorik modellere önemli kısıtlar getirmeyi sağlayan ALMA verileri, aynı zamanda EHT gözlemlerinin kalibrasonu, görüntülenmesi ve yorumlanması için de çok önemliydi,” diye ekliyor ALMA gözlemlerine bağlı olarak başka bir çalışmayı yürüten, Hollanda Leiden Gözlemevi ve Radboud Üniversitesi’nden Ciriaco Goddi.
EHT kurulumu ekibin kara deliğin gölgesini ve etrafındaki ışıktan halkayı doğrudan gözlemesini sağladı. Yeni kutuplanmış ışık görüntüsü halkanın manyetik özellik kazandığını açık bir şekilde gösteriyor. Sonuçlar EHT iş birliğinin hazırladığı iki ayrı makale olarak The Astrophysical Journal Letters adlı dergide bugün yayımlandı. Araştırma ekibinde dünya genelindeki birçok kurumdan 300’ün üzerinde bilim insanı yer alıyor.
“EHT ile hızlı geliştirmeler sağlandı, ağ içindeki bileşenlerin teknolojik güncelleştirmeleri sağlandı ve yeni gözlemler eklendi. Gelecekteki EHT gözlemlerinin kara deliğin etrafındaki manyetik alanı daha hassas bir şekilde belirleyerek bu bölgedeki sıcak gazın fiziği hakkında daha fazla şey anlatacağını tahmin ediyoruz,” diyor son olarak EHT iş birliği ve Taipei Sinica Akademisi Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü, Doğu Asya Merkez Gözlemevleri Birliği Üyesi Jongho Park.
Kaynak: https://www.eso.org/public/turkey/news/eso2105/?lang
Daha fazla bilgi
Bu araştırma EHT iş birliği tarafından “First M87 Event Horizon Telescope Results VII: Polarization of the Ring” ve “First M87 Event Horizon Telescope Results VIII: Magnetic Field Structure Near The Event Horizon” başlıklı iki ayrı makale olarak The Astrophysical Journal Letters adlı dergide yayımlanmak üzere sunulmuştur. Araştırmaya eşlik eden bir diğer çalışma ise Goddi, Martí-Vidal, Messias ve EHT iş birliği tarafından kaleme alınan “Polarimetric properties of Event Horizon Telescope targets from ALMA” başlıklı bir makale olarak The Astrophysical Journal Letters adlı dergide yayımlanmak üzere sunulmuştur.
EHT iş birliğinde Afrika, Asya, Avrupa, Kuzey ve Güney Amerika’dan 300’den fazla araştırmacı yer almaktadır. Uluslararası iş birliği Dünya-boyutlarında yapay bir teleskop meydana getirerek şimdiye kadarki en ayrıntılı kara delik görüntülerini elde etmek üzerine çalışıyor. Hatırı sayılır uluslararası yatırımla desteklenen EHT var olan teleskopları yeni sistemler kullanarak birbirine bağlamakta ve temelde yeni bir aygıt oluşturmaktadır, bu sayede şimdiye kadar ulaşılabilen en yüksek açısal çözünürlüğü (görüntü netliği) sağlamaktadır.
Gözlem programına katılan tekil teleskoplar ve gözlemevleri şunlardır; ALMA, APEX, IRAM 30-metrelik teleskop, IRAM NOEMA Gözlemevi, James Clerk Maxwell Teleskopu (JCMT), Büyük Milimetre Teleskopu (LMT), Milimetre-altı Dizgesi (SMA), Milimetre-altı Teleskopu (SMT), Güney Kutbu Teleskopu (SPT), Kitt Peak Teleskopu ve Greenland Teleskopu (GLT).
