Bruce Balick ile Robert Brown, 13 ve 15 Şubat 1974 gecelerinde Batı Virginia'dan gökadamızın merkezine bakıyordu.1 Aradıkları şey, yıldız doğan sıcak gaz düğümleriydi. ABD Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi'nin Green Bank'teki üç 26 metrelik çanağını, 35 kilometre güneydeki bir dağın tepesine kurulmuş 14 metrelik bir antenle birleştirmişlerdi. Bu uzun hat, o güne kadar görülmemiş keskinlikte bir radyo görüntüsü veriyordu.

Merkezde, aygıtın ayırt edemeyeceği kadar küçük ve çok parlak bir nokta çıktı. Brown 1982'de ona Sgr A* adını verdi.2 Bugün bu noktada Güneş'in 4,3 milyon katı kütlesi olan bir karadelik olduğu biliniyor.

Bu yazıda neler var?

S2 yıldızının 16 yıllık turu

Karadeliği doğrudan görmek mümkün değil, çünkü ışık oradan kaçamıyor. Kanıt, çevresinde dönen yıldızlardan geldi. Reinhard Genzel'in Almanya'daki ekibi ile Andrea Ghez'in Kaliforniya'daki ekibi 1990'ların başından beri merkezdeki yıldızların yerini yıl yıl ölçtü. Merkez, görünür ışığı yutan kalın toz bulutlarının arkasında kaldığı için iki ekip de kızılötesinde çalıştı ve atmosferin yarattığı bulanıklığı düzelten yöntemler geliştirdi. İki ölçüm aynı sonuca vardı: yaklaşık 4 milyon Güneş kütlesi, Güneş Sistemi'nden büyük olmayan bir bölgeye sıkışmıştı. 2020 Nobel Fizik Ödülü'nün yarısı bu yüzden ikisine verildi.3

Bu yıldızların en çok izleneni S2. Avrupa Güney Gözlemevi'nin (ESO) Şili'deki Çok Büyük Teleskobu'na bağlı GRAVITY aygıtıyla yapılan ölçümlere göre yıldız, Mayıs 2018'de karadeliğe 20 milyar kilometreden az yaklaştı. Bu, Dünya ile Güneş arasındaki uzaklığın 120 katı. Hızı saatte 25 milyon kilometreyi aştı, ışık hızının yaklaşık yüzde 3'ü.4 Ekip, yıldızın ışığının karadeliğin çekimi yüzünden kızıla kaydığını da ölçtü. Kaymanın miktarı Einstein'ın genel göreliliğinin verdiği sayıyla tuttu; Newton'un çekim yasası bu kaymayı hesaba katmıyor.

Grafik: S2 yıldızının karadelik çevresindeki uzun elips yörüngesi; en yakın nokta yaklaşık 120 AB, en uzak nokta yaklaşık 1.949 AB, bir tur 16 yıl
S2'nin yörüngesi, GRAVITY ekibinin 2022'de yayımladığı yörünge öğeleriyle çizildi. Karadelik elipsin ortasında değil, sağdaki odakta duruyor; Neptün'ün yörüngesi bu ölçekte bir nokta kadar. Grafik: kafa1milyon, veri GRAVITY Collaboration 2022.

GRAVITY ekibi 2022'de hesaba S2'den başka üç yıldızı da kattı. Sonuç 4,297 milyon Güneş kütlesi ve 8.277 parsek, yani yaklaşık 27.000 ışık yılı uzaklık; kütledeki istatistiksel hata payı binde üçün altında. S2'nin yörüngesinin içinde bu kütleye eşlik eden dağınık bir madde varsa, örneğin bir karanlık madde yığını, toplamı 3.000 Güneş kütlesini geçemiyor.5

Karadeliğin ilk görüntüsü

Kütle ölçülmüştü ama görüntü yoktu. Olay Ufku Teleskobu (EHT) iş birliği, Nisan 2017'de dört kıtadaki sekiz radyo gözlemevini aynı anda Sgr A*'ya çevirdi. Şili'deki ALMA'dan Güney Kutbu Teleskobu'na uzanan bu ağ, 1,3 milimetre dalga boyunda Dünya büyüklüğünde tek bir çanak gibi çalıştı.6

Sonuç 12 Mayıs 2022'de açıklandı. Karanlık bir merkezin çevresinde parlak bir halka vardı ve halkanın gökyüzündeki çapı 51,8 mikro yay saniyesiydi. Bu açı, İstanbul'dan bakıldığında New York'taki 2 milimetrelik bir boncuğun kapladığı açıya denk geliyor. Halkanın boyundan ayrıca hesaplanan kütle 4 milyon Güneş çıktı ve yıldız yörüngelerinin verdiği sayıyla örtüştü.6

Event Horizon Telescope'un Sgr A* görüntüsü: siyah zemin üzerinde turuncu, üç parlak bölgesi olan bir halka ve ortasında karanlık bir alan
EHT'nin Nisan 2017 gözlemlerinden çıkardığı Sgr A* görüntüsü. Ortadaki karanlık bölge karadeliğin gölgesi, çevresindeki halka karadeliğin çekimiyle bükülen ışık. Görüntü binlerce olası görüntünün ortalaması. Görüntü: EHT Collaboration, CC BY 4.0.

Görüntüyü çıkarmak beş yıl sürdü, 80 kurumdan 300'ü aşkın araştırmacı çalıştı. Zorluk karadeliğin küçüklüğündeydi. Sgr A*'nın çevresindeki gaz bir turu birkaç dakikada tamamlıyor. EHT'nin 2019'da görüntüsünü yayımladığı, bin kattan daha ağır M87* karadeliğinin çevresinde aynı tur günler, haftalar sürüyor. Gözlem boyunca görüntü durmadan değiştiği için ekip, veriye uyan binlerce görüntünün ortalamasını aldı.7

Uzay yazıları e-postana gelsin mi?
Haftada bir, böyle yazıları tek e-postada gönderiyoruz. Reklam yok, istediğin an tek tıkla ayrılırsın.

Dev neden bu kadar sessiz?

Sgr A* gökadamızın en ağır cismi, ama başka gökadaların merkezinde parlayan etkin karadeliklerle kıyaslanınca çok sönük. Bilinen açıklama, içine düşen gazın az olması.8

Bu sessizlik zaman zaman bozuluyor. NASA'nın Chandra X-ışını Gözlemevi 14 Eylül 2013'te Sgr A*'dan, olağan sakin halinin 400 katı parlak bir X-ışını patlaması yakaladı. Patlama yaklaşık iki saat sürdü. Daryl Haggard'ın ekibi o sırada yakındaki G2 adlı gaz bulutunun karadeliğe yaklaşmasını izliyordu, ama bulut patlamanın çıktığı bölgeden yaklaşık yüz kat uzaktaydı. Ekip iki açıklama öneriyor: karadeliğe fazla yaklaşan bir asteroidin parçalanıp ısınması ya da çevredeki manyetik alan çizgilerinin aniden yeniden bağlanması. Chandra 20 Ekim 2014'te ikinci bir patlama gördü, bu kez 200 kat.9

James Webb Uzay Teleskobu bu tabloya bir ayrıntı ekledi. Farhad Yusef-Zadeh'in ekibi karadeliği 2023 ve 2024'te yakın kızılötesinde, 8-10 saatlik parçalar halinde toplam 48 saat izledi. Çevresindeki gaz diskinden günde beş altı büyük parlama geldi, araları da daha küçük kıpırtılarla doluydu. Işık hiç durulmadı; bazı değişimler birkaç saniye sürdü.10

Rakamlarla
4,297 milyon
Sgr A*'nın Güneş cinsinden kütlesi, dört yıldızın yörüngesinden hesaplandı.GRAVITY Collaboration, Astronomy & Astrophysics, 2022
120 AB
S2 yıldızının Mayıs 2018'de karadeliğe en çok yaklaştığı uzaklık, Dünya-Güneş uzaklığının 120 katı.ESO, eso1825, 2018
51,8 mikro yay saniyesi
EHT'nin Sgr A* çevresinde ölçtüğü parlak halkanın gökyüzündeki çapı.EHT Collaboration, ApJ Letters 930, L12, 2022
1.000.000 kat
Yaklaşık 200 yıl önceki parlamanın, bugünkü X-ışını parlaklığına göre en düşük tahmini.Marin ve ark., Nature, 2023

İki yüz yıl önceki uyanış

Karadeliğin çevresindeki dev molekül bulutlarının soğuk ve karanlık olması beklenir, ama X-ışınında parlıyorlar. Strazburg Gözlemevi'nden Frédéric Marin'in ekibi, NASA'nın IXPE uydusuyla bu bulutlara Şubat ve Mart 2022'de baktı. IXPE, ışığın kutuplanmasını, yani ışık dalgasının hangi yönde salındığını ölçüyor. Bulutlardan gelen X-ışınlarının yüzde 31'i kutuplanmıştı ve kutuplanmanın yönü doğrudan Sgr A*'yı gösteriyordu.8

Bu ölçüm, bulutların Sgr A*'dan gelmiş eski bir ışığı yansıttığını gösteriyor. Ekibin hesabına göre karadelik yaklaşık 200 yıl önce, 19. yüzyılın başında, bir buçuk yıldan kısa bir süre boyunca X-ışınında bugünkünden en az bir milyon kat parlak yandı ve yeniden söndü. Uzaklık o kadar büyük ki Dünya'da hiçbir etkisi olmadı. Parlamayı neyin başlattığı bilinmiyor; makale, karadeliğin yakınındaki maddeyi aniden yutmuş olabileceğini yazıyor.

Logaritmik çubuk grafik: Sgr A* bugünkü sakin hal 1, 20 Ekim 2014 parlaması 200 kat, 14 Eylül 2013 parlaması 400 kat, yaklaşık 200 yıl önceki parlama en az 1.000.000 kat
Chandra'nın yakaladığı en parlak iki patlama ile IXPE ekibinin yankıdan hesapladığı eski parlama aynı ölçekte. En alttaki çubuk bir alt sınır, gerçek değer daha yüksek olabilir. Grafik: kafa1milyon, veri NASA/Chandra 2015 ve Marin ve ark. 2023.

İzleme sürüyor. EHT, 2017'den sonra ağına Grönland Teleskobu'nu, Fransız Alpleri'ndeki NOEMA'yı ve Arizona'daki Kitt Peak çanağını ekledi; hedef, Sgr A*'nın tek bir kare yerine hareketli görüntüsünü çıkarmak.7 GRAVITY ekibinin yayımladığı yörünge öğelerine göre S2'nin karadeliğe sıradaki en yakın geçişi 2034 yılının ortasına denk geliyor.

Dipnotlar ve Kaynaklar

  1. Balick, B. ve Brown, R. L. (1974). "Intense Sub-Arcsecond Structure in the Galactic Center". The Astrophysical Journal, 194, 265-270 (gözlemler 13 ve 15 Şubat 1974). adsabs.harvard.edu ↩
  2. Goss, W. M., Brown, R. L. ve Lo, K. Y. (2003). "The Discovery of Sgr A*". Astronomische Nachrichten. doi.org/10.1002/asna.200385047 ↩
  3. İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi (6 Ekim 2020). "The Nobel Prize in Physics 2020", basın bülteni. nobelprize.org ↩
  4. ESO (26 Temmuz 2018). "First Successful Test of Einstein's General Relativity Near Supermassive Black Hole", eso1825. Ayrıca GRAVITY Collaboration (2018), Astronomy & Astrophysics, 615, L15. eso.org ↩
  5. GRAVITY Collaboration (2022). "Mass distribution in the Galactic Center based on interferometric astrometry of multiple stellar orbits". Astronomy & Astrophysics, 657, A82. aanda.org ↩
  6. Event Horizon Telescope Collaboration (2022). "First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole in the Center of the Milky Way". The Astrophysical Journal Letters, 930, L12. doi.org/10.3847/2041-8213/ac6674 ↩
  7. Event Horizon Telescope (12 Mayıs 2022). "Astronomers Reveal First Image of the Black Hole at the Heart of Our Galaxy", basın bülteni. eventhorizontelescope.org ↩
  8. Marin, F. ve ark. (2023). "X-ray polarization evidence for a 200-year-old flare of Sgr A*". Nature, 619. Ayrıca NASA (2023), "Milky Way's Central Black Hole Woke Up 200 Years Ago, NASA's IXPE Finds". doi.org/10.1038/s41586-023-06064-x ↩
  9. NASA (5 Ocak 2015). "NASA's Chandra Detects Record-Breaking Outburst from Milky Way's Black Hole". Ayrıca Haggard, D. ve ark. (2019), The Astrophysical Journal, 886. nasa.gov ↩
  10. Yusef-Zadeh, F. ve ark. (2025). "Nonstop Variability of Sgr A* Using JWST at 2.1 and 4.8 μm Wavelengths". The Astrophysical Journal Letters, 980, L35. doi.org/10.3847/2041-8213/ada88b ↩

Kapak: Şili'deki ALMA antenlerinin üstünde Samanyolu; köşedeki kutu, Sgr A*'nın gökyüzündeki yerini ve EHT görüntüsünü gösteriyor. Fotoğraf: ESO/José Francisco Salgado (josefrancisco.org), EHT Collaboration, CC BY 4.0.

Kategoriler ve Etiketler
Uzay karadelik samanyolu sgr a* event horizon telescope gökbilim uzay keşfi
Bu yazıyı paylaş
kafa1milyon

kafa1milyon

Meraklı bir kafa. Bilimsel makaleleri, arşiv belgelerini ve saha notlarını okuyup gündelik dile çeviriyor; bilinmeyeni bilinmiyor diye yazmaktan çekinmiyor.