Onaylanmış. M87’nin kara deliği zaten dönüyor
Elli beş milyon ışıkyılı uzaklıkta, M87 olarak bilinen galakside süper kütleli bir kara delik bulunmaktadır. 6,5 milyar güneş kütlesine sahip aktif bir kara delik olup, 2019 yılında doğrudan fotoğrafı çekilen ilk kara delik olmuştur. Olay Ufku Teleskobu (EHT) tarafından çekilen bir radyo görüntüsü, kara deliğin yerçekimi tarafından bozulan ve bize doğru yönlendirilen ortam ışığının halesini gösteriyor. Halenin bir tarafında ışık daha parlaktır ve bu, genel görelilik teorisine göre kara deliğin dönüşünden veya dönüşünden kaynaklanmaktadır. Bu, kara deliğin döndüğünün ilk doğrudan doğrulanmasıydı. Yeni bir çalışma yayınlandı doğa Bize daha fazla rotasyonel ipucu verdi.
M87’deki süper kütleli kara deliğin yörüngesinde olması şaşırtıcı değil. Yıldızlardan gezegenlere kadar her şey dönüyor, dolayısıyla gökbilimciler tüm kara deliklerin de aynı şekilde dönmesini bekliyor. Zorluk bunu kanıtlamaktır. Kara deliklerin yüzey özellikleri olmadığından, bir kara deliğin dönüşünü belirlemenin tek yolu uzay ve zaman üzerindeki burulma etkisi ve bunun yakındaki ışık, gaz ve tozu nasıl etkilediğidir. EHT gözlemleri dönen bir kara deliğin varlığıyla tutarlıdır ancak elbette bu, Einstein’ın genel görelilik teorisinin doğru olduğunu varsayar. Dolayısıyla bu varsayıma dayanmayan bazı rotasyonel kanıtların olması iyi olurdu.
Bu yeni çalışma, devinim olarak bilinen dönme etkisini araştırıyor. Bu etkiyi topuz gibi şeylerde fark etmiş olabilirsiniz. Üst dönüşü ayarlarsanız yönünün yavaşça değiştiğini fark edebilirsiniz. Dönme ekseni, Dünya’nın düşmesini sağlamaya çalışan yerçekimi kuvveti sayesinde ilerler. Çok sayıda dönen nesne ileri doğru hareket ediyor. Örneğin Dünya, Ay’ın çekim kuvveti sayesinde ilerlemektedir. Bu nedenle binlerce yıldır Kuzey Yıldızı Polaris değil, Draco takımyıldızındaki yıldız Thuban’dı.
M87’deki kara delik aktif olduğundan, kara deliğin dönüş kutuplarından neredeyse ışık hızında uzaklaşan devasa jetler üretiyor. Kara delik hareket ediyorsa bu jetlerin yönü zamanla değişmelidir. Yeni çalışmanın araştırdığı şey budur.
Ekip, kara deliğin jetiyle ilgili 17 yılı aşkın radyo verilerini analiz etti ve jetin yönünün zaman içinde çok az değiştiğini buldu. 8-10 yıllık periyodik bir döngü ile yaklaşık 10 derece salınım yapar. Bu, kara deliğin dönme ekseninin bu aralıkta hareket ettiği anlamına gelir. Presesyon, dönmenin doğrudan bir etkisi olduğundan, bu, kara deliğin döndüğünü doğrular.
Ekip rotasyonu doğrulasa da çalışma, kara deliğin tam olarak neden hareket ettiği sorusunu gündeme getiriyor. Dünya ve onun zirveleri, başka bir cismin çekim kuvvetine maruz kaldıkları için ileri doğru hareket ederler. M87 kara deliği odadaki en büyük kara deliktir ve yakındaki hiçbir nesnenin benzer bir kütlesi yoktur. Peki ne verir? Cevap şu şekilde olabilir: Lastik sürtünmesi olarak da bilinen Lense-Tirring etkisi. Genel göreliliğe göre dönen bir kütle, etrafındaki uzay-zamanı büker, bu da onun etrafında dönen herhangi bir şeyin çarpık bir yörüngeye sahip olabileceği anlamına gelir. Dünya gibi nesneler için etki, fark edilse de küçüktür. Kara delikler için mercek tetikleme etkisi güçlü olabilir. Bu muhtemelen kara deliği çevreleyen malzeme birikim diskinin hafifçe eğrilmesine neden olur ve kara delik maddeyi tüketirken kara deliğe hafif bir tork uygulayarak hareket etmesine neden olur. Eğer bu doğruysa, birçok süper kütleli kara deliğin jetleri benzer bir etkiyi deneyimlemelidir.
Bu çalışmanın en güzel tarafı bize bir kara deliğin dinamik davranışı hakkında güçlü veriler sağlamasıdır. Kara deliklerin çevreleriyle nasıl etkileşime girdiğini anlamak için tamamen hesaplamalı modellere güvenmek zorunda değiliz. Artık modelleri verilerle karşılaştırabiliriz; bu, yalnızca kara delikleri değil, aynı zamanda içinde yaşadıkları galaksileri de daha iyi anlamamıza yardımcı olacaktır.
referans: Cui, Yuzhou ve diğerleri.M87’deki dönen bir kara deliğe bağlı bir ön jet nozülü“. doğa 621.7980 (2023): 711-715.
