11 Nisan günü 16:40 güncellendi. ET.
Dün, Dünyalılar ilk önce kara deliklerin gerçek bir görüntüsüne gözlerini dikti - sadece kolektif hayallerimizde yaşayanları somut gerçekliğe dönüştürdü.
Resim, Başak A (Messier 87) olarak bilinen bir galaksinin merkezinde 55 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer alan bir kara deliğin karanlık gölgesini çevreleyen turuncu tonda lopslu bir halkayı gösteriyor.
Bu bulanık ilk bakış, Einstein'ın görelilik teorisinin bu dev uçurumun sınırında bile çalıştığını doğrulamak için yeterlidir - bazılarının denklemlerinin parçalanacağını düşündüğü aşırı bir konum. Ancak bu anlaşılması zor görüntü birçok soruyu gündeme getiriyor. İşte bazı sorularınız cevaplandı.
Kara delik nedir?
Kara delikler, ışığın bile hiçbir şeyin kaçamayacağı son derece yoğun nesnelerdir. Yakındaki maddeleri yedikçe büyürler. Kara delikler genellikle büyük bir yıldız öldüğünde ve kendi üzerine çöktüğünde oluşur.
Güneş kadar milyonlarca veya milyarlarca kez daha büyük olan süper kütleli kara deliklerin, kendimiz de dahil olmak üzere hemen hemen her galaksinin merkezinde yattığı düşünülmektedir. Bizimkilere Yay A * denir.
Neden daha önce bir karadelik görüntüsü görmedik?
Kara delikler, hatta süper kütleli olanlar bile o kadar büyük değil. Örneğin, Samanyolu'nun merkezindeki, güneşten yaklaşık 4 milyon kat büyük olduğu düşünülen kara deliğin bir görüntüsünü almak, ayın yüzeyindeki bir DVD'nin fotoğrafını çekmek gibi olacaktır Dimitrios Arizona Üniversitesi'nde astrofizikçi olan Psaltis, Vox'a söyledi. Ayrıca, kara delikler genellikle kara deliği çevreleyen ışığı gizleyebilecek malzeme ile kaplanırlar.
Bu görüntüden önce karadeliklerin var olduğunu nasıl bildik?
Einstein'ın görelilik teorisi ilk önce büyük bir yıldız öldüğünde, yoğun bir çekirdeğin geride kaldığını öngördü. NASA'ya göre bu çekirdek güneşten üç kat daha büyükse, denklemleri yerçekimi kuvvetinin bir kara delik oluşturduğunu gösterdi.
Ancak 10 Nisan'a kadar bilim adamları kara delikleri fotoğraflayamadılar veya doğrudan gözlemleyemediler. Daha ziyade, dolaylı kanıtlara - yakındaki diğer nesnelerden gelen davranışlara veya sinyallere güveniyorlardı. Örneğin, bir kara delik ona çok yaklaşan yıldızları toplar. Bu işlem yıldızları ısıtarak teleskoplar tarafından algılanabilen X-ışını sinyalleri yaymalarına neden olur. Bazen karadelikler, yine, cihazlarımız tarafından tespit edilebilen yüklü parçacıkların dev patlamalarını da tükürür.
Bilim adamları bazen nesnelerin hareketini de incelerler - garip bir şekilde çekilirlerse, bir kara delik suçlu olabilir.
Resimde ne görüyoruz?
Karadeliklerin kendileri tespit edilemeyecek kadar az radyasyon yayar, ancak Einstein'ın tahmin ettiği gibi, karadeliğin taslağı ve olay ufku (ışığın kaçamayacağı sınır) görülebilir.
Anlaşıldı, bu doğru. Ortadaki karanlık daire, etrafındaki olay ufkuna oturan parlayan gazın açığa çıkardığı kara deliğin "gölgesidir". (Kara deliğin aşırı çekim kuvveti, gazı ısıtır ve radyasyon ya da “parıltı” yayar.) Ancak olay ufkundaki gaz gerçekten turuncu değil - projeye katılan astronomlar, emisyonların ne kadar parlak olduğunu göstermek için radyo dalgası sinyallerini turuncu renklendirmeyi seçti.
Sarı tonlar en yoğun emisyonları temsil ederken, kırmızı daha düşük yoğunluğu, siyah ise çok az emisyonu gösterir veya hiç emisyonu temsil etmez. Görünür spektrumda, emisyonların rengi muhtemelen çıplak gözle beyaz, belki de mavi veya kırmızı ile hafifçe lekelenmiş olarak görülecektir.
Bu Canlı Bilim makalesinde daha fazlasını okuyabilirsiniz.
Görüntü neden bulanık?
Mevcut teknoloji ile elde edilebilecek en yüksek çözünürlük budur. Event Horizon Telescope'un çözünürlüğü yaklaşık 20 mikro saniyedir. (New York Amatör Gökbilimciler Dergisi Dergisi'ne göre, bir mikrosaniye, bir cümlenin sonundaki bir dönemin büyüklüğüdür, eğer Dünya'dan bakıyorsanız ve o dönem ayda bırakılan bir broşürdeydi.)
Milyonlarca piksel içeren sıradan bir fotoğraf çekerseniz, birkaç bin kez havaya uçurun ve düzeltin, kara delik görüntüsünde görülen çözünürlüğün aynı olduğunu göreceksiniz, görevin başkan yardımcısı Geoffrey Crew Olay ufuk teleskopu. Ancak 55 milyon ışıkyılı uzaklıkta bir kara delik görüntüledikleri göz önüne alındığında, bu inanılmaz derecede etkileyici.
Halka neden bu kadar düzensiz?
Görev bilim adamları henüz bilmiyorlar. "İyi soru ve gelecekte cevaplamayı umduğumuz bir soru," dedi Crew. "Şimdilik, M87 bize bunu gösterdi."
Bilim adamları bu imajı nasıl yakaladılar?
Dünya çapında 200'den fazla astronom, toplu olarak Event Horizon Telescope (EHT) olarak bilinen sekiz yer tabanlı radyo teleskopu kullanarak ölçümleri aldı. Ulusal Bilim Vakfı'ndan yapılan açıklamaya göre, bu teleskoplar genellikle Hawaii ve Meksika'daki volkanlar, Arizona'daki dağlar ve İspanyol Sierra Nevada, Atacama Çölü ve Antarktika gibi yüksek rakımlı yerlerde bulunmaktadır.
Nisan 2017'de astronomlar, aynı anda karadeliğin olay ufkundan yayılan radyo dalgalarının ölçümlerini almak için tüm teleskopları senkronize ettiler. Açıklamaya göre, teleskopları senkronize etmek, 20 mikrosaniyelik etkileyici bir çözünürlüğe sahip bir Dünya boyutunda teleskop yaratmaya benziyordu - Paris'teki bir kafeden sonuna kadar bir New York'un elinde bir gazete okumak için yeterliydi. (Buna karşılık, görüntüledikleri kara delik yaklaşık 42 mikrosaniye boyunca).
Daha sonra tüm bu ham ölçümleri aldılar, analiz ettiler ve gördüğünüz görüntüyle birleştirdiler.
Bilim adamları görüntüyü yakalamak için neden görünür ışık yerine radyo dalgalarını ölçtüler?
Radyo dalgalarını kullanarak görünür ışık kullandıklarından daha iyi çözünürlük elde edebilirler. Crew, "Radyo dalgaları şu anda herhangi bir tekniğin en yüksek açısal çözünürlüğünü sunuyor." Dedi. Açısal çözünürlük, bir teleskopun iki ayrı nesne arasında ne kadar iyi olduğunu (en küçük açı) ifade eder.
Bu gerçek bir fotoğraf mı?
Hayır, geleneksel anlamda değil. "Radyo dalgalarıyla görüntü oluşturmak zor," dedi Crew. Görev bilimcileri karadeliğin olay ufkundan yayılan radyo dalgalarını ölçtüler ve sonra gördüğünüz görüntüyü yapmak için bu bilgileri bir bilgisayarla işlediler.
Bu görüntü Einstein'ın görelilik teorisini bir kez daha kanıtlıyor mu?
Evet. Einstein'ın görelilik teorisi karadeliklerin var olduğunu ve olay ufkuna sahip olduklarını öngördü. Denklemler ayrıca olay ufkunun biraz dairesel olması ve boyutun doğrudan karadeliğin kütlesi ile ilişkili olması gerektiğini tahmin eder.
Bakın ve biraz: dairesel bir olay ufku ve karadeliğin çıkarılan kütlesi, yıldızların ondan daha uzaktaki hareketine dayanması gereken tahminlerle eşleşiyor.
Space.com'dan daha fazla bilgi edinebilirsiniz.
Neden uzaktaki birini seçmek yerine kendi galaksimizin karadeliğinin bir görüntüsünü çekmediler?
M87, ölçülen ilk kara delik araştırmacısı oldu, bu yüzden ilk analizde, Event Horizon Telescope'un direktörü Shep Doeleman'ın bir basın toplantısında söyledi. Ancak galaksimizin merkezinde yer alan Yay A * ile karşılaştırıldığında imgenin daha kolay olduğunu da ekledi. Çünkü o kadar uzakta ki, ölçümlerin yapıldığı bir akşam boyunca çok fazla hareket etmiyor. Yay A * çok daha yakındır, bu yüzden gökyüzünde "sabit" değildir. Her durumda, "Sag A * üzerinde çalışmaktan dolayı çok heyecanlıyız," dedi Doeleman. "Hiçbir şey vaat etmiyoruz, ama çok yakında almayı umuyoruz."
