Evrenin en fotojenik kara deliği M87*'nin manyetik alanında, daha önce hiç görülmemiş değişimler keşfedildi. Elde edilen yeni görüntüler, bu kozmik devlerin davranışları hakkında önemli ipuçları sunuyor.
Olay Ufku Teleskobu (Event Horizon Telescope) tarafından 2017, 2018 ve 2021 yıllarında yapılan gözlemler kullanılarak yapılan analizler, M87*'nin manyetik alanının kutuplaşmasındaki değişimleri ortaya koydu. Bu değişimler, kara deliğin kendisi sabit kalsa da, olay ufkı çevresinde dinamik ve olağanüstü bir kozmik hava akımının olduğunu gösteriyor.
Yapılan incelemelere göre, 2017 ile 2021 yılları arasında manyetik alanın yönü tamamen değişmiş. Bu, bir kara deliğin çevresinde böylesine büyük bir yön değişikliğinin ilk kez gözlemlendiği anlamına geliyor. Elde edilen bu sonuçlar, bu devasa nesnelerin nasıl beslendiğini ve galaksilerarası uzaya fırlattıkları aşırı güçlü jetlerin kaynağının ne olduğunu anlamamıza yardımcı olabilir.
M87*, Güneş'in kütlesinin yaklaşık 6.5 milyar katı kütleye sahip, 55 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan bir galakside yer alan süper kütleli bir kara deliktir. Olay Ufku Teleskobu projesinin ilk hedefi olan bu nesne, evrendeki en çok incelenen süper kütleli kara deliklerden biri haline gelmiştir.
2019'da yayınlanan ilk ikonik görüntünün ardından, proje ekibi kara deliğin kenarındaki sıcak madde yığınının kütlesindeki değişimleri izlemek amacıyla M87*'yi yıllar boyunca gözlemlemeye devam etti. Bu gözlemler, aktif bir kara deliğin kutuplarından fırlayan jetlerin oluştuğu yerin şimdiye kadarki en iyi görüntülerini de içeriyor.
Bilim insanlarının aktardığına göre, M87*'deki jetler gibi yapılar, ev sahipliği yaptıkları galaksilerin gelişimini şekillendirmede önemli bir rol oynuyor. Yıldız oluşumunu düzenleyerek ve enerjiyi uzak mesafelere dağıtarak, kozmik ölçeklerde maddenin yaşam döngüsünü etkiliyorlar.
Bir kara deliğin manyetik alanının, jetlerin oluşumunda kritik bir rol oynadığı düşünülüyor. Kara deliğe yakın bir bölgede dönen madde, ekvator etrafında bir disk oluşturur. Ancak, diskin iç kenarındaki maddenin tamamı, sonsuzluğa doğru kaybolmaz.
Teoriye göre, bu maddenin bir kısmı, kara deliğin olay ufkunu çevreleyen manyetik alan çizgileri boyunca yönlendirilir. Bu madde, kutuplara doğru hızlanır ve oradan, boşluktaki ışık hızına yakın inanılmaz hızlarda uzaya fırlatılır. Bu jetler, milyonlarca ışık yılı boyunca uzayda ilerleyebilir.
Bu jetlerin, bir kara deliğe bu kadar yakın çılgın bir ortamda nasıl oluşabildiğini anlamak için Olay Ufku Teleskobu ekibi, yıllar boyunca M87*'nin bir dizi görüntüsünü alıp kara deliğin çevresindeki madde değişimlerini haritalamak için yakından inceledi.
Işığın kutuplaşması (polarizasyon) özellikle odaklanılan bir konu oldu. Işık güçlü bir manyetik ortamdan geçerken, dalga yönelimleri organize olup hizalanabilir. M87*'nin görüntüleri zamanla pek değişmemiş görünse de, kutuplaşma verileri üst üste bindirildiğinde oldukça dramatik değişimler ortaya çıkıyor.
2017'de manyetik alanlar saat yönünde sarmal çiziyor gibi görünüyordu. 2018'e gelindiğinde, bu alanlar saat yönünün tersine kaydı ve stabilize oldu. 2021'de ise saat yönünün tersinde sarmal çizdiği gözlemlendi. Bu sonuçlar, M87*'nin etrafındaki manyetik alanların, kara deliğin kendisi aynı kalsa da, çok kısa kozmik zaman ölçeklerinde önemli ölçüde değiştiğini gösteriyor.
Araştırmacılar, halka boyutunun yıllar boyunca tutarlı kalmasının, Einstein'ın teorisinin öngördüğü kara delik gölgesini doğruladığını, ancak kutuplaşma deseninin önemli ölçüde değişmesinin dikkate değer olduğunu belirtiyor. Bu durum, olay ufku yakınında dönen manyetik plazmanın statik olmaktan uzak, dinamik ve karmaşık olduğunu ve mevcut teorik modelleri zorladığını gösteriyor.
Yeni sonuçlar, süper kütleli bir kara deliğin vahşi manyetik alanlarının, maddenin akışını nasıl yönlendirdiğini ortaya koyuyor: bir kısmı olay ufkunu geçerken, bir kısmı da devasa jetler şeklinde uzaya fırlatılıyor.
Gelecekteki gözlemler, bu bulguları daha da ileriye taşıyarak M87*'nin büyüleyici manyetik ortamı hakkında daha derinlemesine bilgi sunacak.
Bilim insanları, zaman alanlı kara delik astrofiziğinde yeni bir sınırın öncüsü olarak, M87*'nin hızlı gözlemler serisi planladıklarını ve ilk kez bir kara deliğin filmini çekme hedefinde olduklarını dile getiriyorlar.
Bu araştırma, Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlandı.
