Görüntülenen ilk kara deliklerden biri olan M87*, yeni görüntülerin ortaya koyduğu dramatik değişimlerle tahmin edilenden daha da şaşırtıcı bir yapı sergiliyor.
M87* olarak bilinen bu nesne, polarize ışıkta (yani dalgaları aynı yönde olan ışık) beklenmedik değişimler gösterdi. Bu durum, manyetik alanlarında meydana gelen gelişmeleri gözler önüne seriyor.
Gökbilimciler, M87* gibi kara deliklerin etrafındaki manyetik alanların rolünü daha iyi anlamak için elimizdeki sınırlı görüntüleri yakından inceliyor. Araştırmacılara göre, gelecekte bu değişimleri daha net ortaya koyabilecek, haftada bir veya iki kez çekilen görüntü dizilerinden oluşan bir "film" elde edilmesi hedefleniyor. Çünkü M87*'nin evrimi oldukça hızlı gerçekleşiyor.
Araştırmanın yürütüldüğü dönemde Almanya'daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü'nde görevli bilim insanlarından biri, "M87*'ye ait sadece üç görüntümüz var ve ufuk ölçeğindeki gizemlerinin yüzeyini yeni kazımaya başladık, ancak bunu başaracağımızdan eminiz" açıklamasında bulundu.
Kara Delik Aydınlandı
M87*'nin görüntüleri, Event Horizon Telescope (EHT) adı verilen ve Arizona ile Fransa'da yeni gözlemevleri ekleyen küresel bir radyo teleskopları ağı tarafından 2017, 2018 ve 2021 yıllarında elde edildi. Kara delik, adından da anlaşılacağı gibi, Messier 87 (M87) galaksisinin merkezinde yer alıyor ve Dünya'dan 55 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunuyor.
Şimdi EHT, MpiFR ile iş birliği yaparak, bu üç görüntünün analizinden elde edilen verilerle kara deliğin "dinamik çevresini" inceliyor. Konsorsiyum, basın açıklamasında bu gelişmeyi duyurdu.
M87*, Güneş'in kütlesinden altı milyar kat daha fazlasına sahip devasa bir nesne. Elde edilen yeni polarizasyon bilgileri, bilim insanlarına etrafındaki manyetik alanların nasıl yapılandığına ve ne kadar güçlü olduklarına dair veriler sunuyor.
Teoriye göre, süper kütleli kara deliklerin etrafındaki manyetik alanlar, kara deliği çevreleyen plazma (aşırı ısınmış gaz) diskinde yer alıyor. Bu alanlar, inanılmaz enerjiyle dolu "manyetik kuleler" halinde dönüyor.
Bu enerji de maddeyi jetler halinde itiyor. Bu jetler, manyetik alanlar tarafından stabilize ediliyor ve ışık hızına yakın hızlarda hareket ediyor. Jetler, kara deliğin küçük bir alanından kaynaklanıyor, ancak galaksinin yıldız oluşumunu ve enerji dağılımını önemli ölçüde etkiliyor. Bu etkiler, galaksinin evriminde rol oynuyor.
Şu anda Toronto Üniversitesi bünyesindeki Kanada Teorik Astrofizik Enstitüsü'nde araştırmacı olan bilim insanı, çalışmadan çıkarılacak iki ana sonuç olduğunu belirtti: Polarizasyonun yüksek derecede değişkenlik göstermesi, ancak M87*'nin toplam yoğunluk görüntülerinin (topografik görüntüler) tutarlı kalması.
"Bu sonuçların her ikisi de bir dereceye kadar bekleniyordu" diye açıklıyor. Toplam yoğunluğun, elde edilen birkaç yıl içinde çok fazla değişmemesi gereken bir kara deliğin kütleçekimsel potansiyeliyle ilgili olduğu belirtiliyor.
Ancak polarizasyonun, "yığılma akışındaki maddenin ve manyetik alanın durumunu, ve bir dereceye kadar da jetin tabanı boyunca olanları izlediğini" ekliyor. Bu nedenle, gözlemlenen değişimlerin, her bir anlık görüntünün bu özelliklerin farklı bir durumunu yakaladığı anlamına geldiği ve bunun teorik öngörülerle tutarlı olduğu ifade ediliyor.
Dramatik Bir Değişim
Büyük sürprizlerden biri, 2021'de gözlemlenen ve "açı β₂" olarak adlandırılan bir polarizasyon ölçümünün, 2017 ve 2018'deki önceki okumalarla karşılaştırıldığında "o kadar dramatik bir şekilde değişti ki, önceki yıllardaki elektromanyetik enerji akısıyla artık uyuşmuyor" olmasıydı.
Basın açıklamasında belirtildiği gibi, polarizasyon deseni üç görüntü arasında "yön değiştirdi": 2017'de manyetik alanlar bir yönde spiral çiziyordu, 2018'de stabilize oldu ve 2021'de tersine döndü.
Bilim insanları bunun neden olduğunu açıklamaya çalışıyor. Fizik kurallarına göre, bu tutarsızlık ancak görüş hattı boyunca elektronlar veya maddeden kaynaklanan ek bir polarizasyon değişikliği (harici Faraday rotasyonu) görülmezse açıklanabilir.
Bu durum, ekibi dört olası açıklama ile karşı karşıya bırakıyor: Temel manyetik alan yapısında bir değişiklik, Faraday rotasyon derecesinde bir değişiklik, farklı emisyon bölgelerinden (disk veya jet gibi) kaynaklanan evrilen katkılar veya ilk üç faktörün bir kombinasyonu.
