NASA’nın yayınladığı kara delik simülasyonu

Bir kara delik uzay zaman dokusunu öylesine büker ki arkasını görebilmeniz mümkün olur.

Bir kara delik ve etrafında dönen birikim diskini ‘gösteren’ canlandırma.
NASA Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman

NASA’nın yeni yayınladığı simülasyonda, kara delik ve onun çekim gücüyle etrafında toplanan madde kütlesinden oluşan bir birikim diski görülüyor. Birikim diskinin şekil olarak kabaca Satürn’ün halkalarına benzetebiliriz. Fakat kara deliğin muazzam kütleçekim gücü uzay zamanı bükerek diskin farklı bölgelerinden gelen ışığı normalde ulaşamayacağı yerlere yönlendirir. Bu sayede kara deliğin etrafındaki çapraşık görüntü oluşur.

Diskteki gaz kara deliğe doğru yaklaştıkça ışık hızına yakın süratlere çıkarken, dış katmanlarındaki gazlar çok daha yavaş hareket eder. Bu hareket sırasında meydana gelen sürtünme ısı açığa çıkıp gazın parlamasına neden olurken aynı zamanda güçlü bir manyetik alan oluşmasına da neden olur. Disk üzerindeki parlak ve koyu çizgileri bahsettiğimiz bu manyetik alanın etkisiyle oluşur.

kara delik etrafında görülenler

Kara deliğin etrafında görülenlerin basitçe açıklandığı canlandırma.
Telif: NASA Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman

Diske baktığımız zaman sol tarafın sağa göre daha parlak olduğunu görüyoruz. Bu farka Doppler etkisi neden oluyor. Diskin sol kısmındaki gaz hızlı biçimde bize doğru yaklaşıyor. Bu da daha parlak gözükmesine yol açıyor. Doppler etkisi sağ tarafta bizden uzaklaşan gazı daha sönük gösteriyor. Bu asimetri diske tam karşıdan baktığımız perspektifte gözükmez. Çünkü artık bizim doğrultumuzda herhangi bir hız farkı yaşanmaz.

Kara deliğe yaklaştıkça kütleçekimsel ışık bükülmesi o kadar aşırıdır ki diskin alt tarafını kara deliğin dışına çıkan parlak bir ışık halkası olarak görebiliriz.

foton halkası

Kara deliğin an yakınında görebildiğimiz ışık ise “foton halkası” adı verilen bölgeden gelir. Bu bölgeye giren fotonlar bize gelmeden önce iki, üç ve hatta daha fazla kez kara deliğin etrafında turlarlar.

Burdaki kara delik küresel olarak modellendiğinden, foton halkası her açıdan neredeyse tam bir çember olarak gözükür. Işık hızına yakın hızlarda dönen bir kara delikte mükemmele yakın dairesel formlar da bozulur.

kara delik gölgesi

Foton halkasından içe doğru ilerlediğimizde kara deliğin olay ufkunun (geri dönüşün olmadığı nokta) iki katı kadar büyük olan gölgesini görüyoruz.

M87’nin merkezinde bulunan ve ilk kez görüntülenen kara delik.

NASA’nın hazırladığı görsel kara deliklere dair bildiklerimizle oluşturulmuş bir canlandırma. Ancak ilk kez görüntülenen kara delik olan Virgo A (Messier 87) galaksisinin merkezindeki kara deliğin görüntüsü simülasyonların oldukça isabetli olduğunu gösteriyor.

kaynak: NASA |

Samanyolu dalgalıymış

Derya içre olup deryayı bilmeyen balıklar gibi biz de içinde bulunduğumuz Samanyolu galaksisini tam olarak bilmiyoruz. Diğer gökadalara dışardan bakmak onların tüm yapısını incelemeye müsade etse de Samanyolumuzun tam şeklini çözmemiz kolay değil. Sarmal yapıda olduğunu biliyor ve düz bir disk gibi düşünüyorduk. Eğer Çinli astronomların gözlemleri doğruysa düz sandığımız disk uçlarından eğimli olabilir. Gökbilimciler bu bulguya uzak noktalardaki 1.339 yıldızı inceleyerek ulaştılar. Sebeple ilgili bir şey söylenmese de gökadalar genelde komşularının kütleçekim etkisiyle şekil değiştirebiliyorlar.

Görselde, çevresiyle olan kütleçekim etkileşimi sonucu önemli biçimde bükülmüş olan ESO 510-G13 galaksisi görülüyor. Bu gökada 150 milyon ışıkyılı uzağımızda bulunuyor.

Kaynak: astronomidiyari.com | Görsel: NASA/ESA/Hubble UT

Haftalık Gökyüzü Raporu – 27

Fizik Nobel’i kütleçekim dalgalarını keşfeden LIGO fizikçilerine gitti

2017 Nobel Fizik Ödülü’nü LIGO-Virgo dedektör işbirliğinin üyeleri Rainer Weiss, Barry C. Barish ve Kip S. Thorne isimli bilim insanları kazandı. Ünlü fizikçi Albert Einstein izafiyet teorisinin bir parçası olarak kütle çekimsel dalgaların varlığı kuramsal olarak öngörülüyordu fakat kütle çekim dalgalarının deneysel olarak tespiti, fikrinin ortaya atılmasından (1916) yaklaşık 100 yıl sonra (2015) LIGO sayesinde gerçekleşebildi. LIGO ve kütleçekim dalgalarıyla ilgili daha fazla bilgiyi buradan alabilirsiniz.  Bu arada kazananlardan Kip S. Thorne Interstellar (Yıldızlararası) filminin senaryosunun bilimselliğini sağlayan kişi. Throne’nin Yıldızlararası Bilimi adlı kitabını bir okuma önerisi olarak anmak lazım.

Türk bilim insanları çift yıldız sisteminde kayma keşfetti

Çift ve çoklu yıldız sistemleri evrende sıkça görülen şeyler. 1968 yılında keşfedilen ve yaklaşık 180 bin ışık yılı uzağımızda bulunan SXP 1062 isimli nötron yıldızı da bir çift yıldız sisteminin parçası. Yaklaşık 10 km çaplı yıldız 1 km kalınlığında kabuğa sahip. Boyutlar sizi yanıltmasın, Nötron yıldızları çok yüksek madde yoğunluğuna sahiptir. Diğer bir özellikleri ise güçlü manyetik alanlarıdır. ODTÜ’lü ekip bir nötron yıldızına dair önemli bir keşifte bulundu.

Keşif, X-ışını uydularından elde edilen verilerin 3 yıl boyunca analiz edilmesi sayesinde gerçekleştirildi. Araştırmacılar yörünge periyodu 656 gün olan nötron yıldızının 18 dakika olan kendi ekseninde dönme periyodunda büyük bir kayma gözlemledi. Bu tarz kaymalar daha önce hep tek halde bulunan nötron yıldızlarında görülmüştü. Çift yıldız sistemindeki bir nötron yıldızında ise İngilizce ‘glitch’ denilen bu kaymaya ise ilk kez rastlandı. ODTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Altan Baykal kaymanın yıldızın içindeki yoğun maddenin kabuğu ile etkileşmesinden kaynaklandığı bilgisini vermiş.

Çin’de Mars simülasyonu

Ülkenin kuzeybatısındaki Çinghay eyaletinde kurulacak olan üs, Da Çaidan bölgesi sınırındaki kırmızı kayalıklarda inşaa edilecek. Bir “Mars topluluğu” ve bir “Mars kamp alanı”nı da içeren üs, uzay ve astronomi eğitimi, Mars temalı turizm, bilimsel araştırma ve film çekimi gibi alanlar için tasarlanmış, Çin’in ilk kültürel ve turistik üssü olacakmış. Gerçekten bilimsel çalışma sahası mı yoksa sadece Mars temalı bir Disney Land mı olacak onu zaman gösterecek.

Avustralya uzay ajansı kuruyor, Türkiye beklemede

Avustralya da uzay ajansı kuracak. Kendi roket fırlatma olanakları ile kendi uydusunu ilk inşa edip uzaya gönderen ilk ülkelerden biri olan Avustralya devleti daha sonraki yıllarda astronomi araştırmalarında ilerlese de uzaya teknolojilerine olan ilgisini kaybetti. Bir Japon roketi ile uzaya gönderdikleri mikro uydu 2007 yılında devredışı kaldıktan sonra yeni bir girişimde bulunmadılar.

Avustralya Kısa Dizisi radyo teleskopları
Avustralya Kısa Dizisi

Avustralya uzay ajansına sahip olmayan son 2 OECD ülkesinden biri. Aslında Türkiye’nin de henüz uzay ajansı kurulmuş değil ancak kanunla ilgili tasarı olması sebebiyle bu listede gözükmüyor. Yine de Türkiye’nin henüz bir uzay ajansı yok ve ne zaman kurulacağı tam olarak bilinmemekte.

Hint uydusundan yeni Mars görüntüleri

Biz kuruldu kurulacak diye beklerken uzay çalışmalarında ilerleyen ülkeler bunun meyvelerini topluyor. Hindistan Uzay Ajansı ISRO’nun Mars Yörünge Görevi adlı Mars uydusunden son gelen Mars fotoğrafları yayınlandı. Darısı olmayanların başına.

LIGO : kütleçekim dalgalarını tespit etmek

2017 Nobel Fizik Ödülü’nü LIGO-Virgo dedektör işbirliğinin üyeleri Rainer Weiss, Barry C. Barish ve Kip S. Thorne isimli bilim insanları kazandı.

Ünlü fizikçi Albert Einstein izafiyet teorisinin bir parçası olarak kütle çekimsel dalgaların varlığı kuramsal olarak öngörülüyordu fakat kütle çekim dalgalarının deneysel olarak tespiti, fikrinin ortaya atılmasından (1916) yaklaşık 100 yıl sonra (2015) LIGO sayesinde gerçekleşebildi.

2015 Eylül’ünde Lazer İnterferometre Kütle Çekim Dalga Gözlemevi (LIGO – The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) onlarca yıl süren çalışmaların sonucu olarak, 1.3 milyar yıl önce gerçekleşen, biri 29 diğeri 36 güneş kütlesinde olan iki karadeliğin çarpışıp birleşmesi sonucu ortaya çıkan kütleçekim dalgalarını tespit etti.

Görelilik (İzafiyet) Teorisi bize kütlesi olan her cismin kütleleri nispetinde uzay-zaman dokusunu büktüğünü söyler. Kütle ne kadar artarsa uzay-zaman dokusundaki bükülme de o kadar fazla olur. Bu olgu ilk kez 29 Mayıs 1919’daki güneş tutulmasında deneysel olarak gözlendi daha sonraki yıllarda da farklı deneylerle ispatlandı. Evrenin uzak noktalarına erişebilecek kütle çekim dalgalarının oluşabilmesi içinse çok büyük kütleli ikili sisteme gerek var.

Konunun detaylarını merak edenler için Bilim Kazanı’nın “Kütleçekimsel Dalgalar” başlıklı 38. bölümünü öneririm. Programın konuğu Sabancı Üniversitesi fizik bölümü profesörü, Türk Astronomi Derneğinin eski başkanı ve Bilim Akademisi Derneği başkanı Prof. Dr. Ali Alpar işin özünü anlatıyor.

LIGO’nun tek noktadan birbirine dik biçimde uzanan 4 km uzunluğunda iki kolu var. Başlangıç noktasından yollanan lazer ışını burada ikiye ayrılıp iki kola yönlendiriliyor. 4 km uzunluğundaki vakum ortamında ilerleyen ışınlar yolun sonunda bir aynaya çarpıp geri dönüyorlar. Geri dönüşlerinde herhangi bir fark tespit edilmesi uzay zaman dokusunda fark olduğu anlamına geliyor. Bu işin teknik yönünün epey basitleştirilmiş hali. İşler pratikte sonuç alıncaya dek onlarca yıl sürecek kadar zorlu bir çalışmayı gerektirecek kadar karmaşık. Gözlem için proton çapının on binde biri (10^-19) kadar bir değişim tespit edilebilmek zorunda. Bu kadar hassas ölçüm yapabilmek için muazzam bir mühendislik gerekiyor.

kaynaklar ve ileri okumalar için: 

bilim kazanı |gokyuzu.org | Evrim Ağacı  |  wikipedialigo.caltech |