Galaksi Merkezinde Karadelik Çifti

Bir yaz gecesi dışarı çıkıp Yay takımyıldızı bölgesine doğru bakarsanız, yaklaşık 4 milyon kütleli dev bir karadeliğe doğru bakıyor olacaksınız. Tabii ki karadeliği göremeyeceksiniz; çünkü bu devasa yapı, kütlesi nedeniyle etrafındaki uzay dokusunu öyle bir bükmüştür ki artık ondan ışık dahi kaçamaz. Galaksilerin merkezlerindeki bu karadelikler sadece Samanyolu’na özel bir durum değil, hemen hemen bütün galaksilerin merkezinde birer tane var. Fakat yeni yayınlanan habere göre ise gözlemler sonucu merkezinde iki karadeliğin bulunduğu bir galaksi keşfedildi.

İkili karadelik sisteminin hayali bir çizimi (Kaynak : NOAO)

Nature dergisinde yayınlanan makalede aktarıldığı şekliyle Amerikan Ulusal Görsel Astronomi Gözlemevi (NOAO)’dan Todd Boroson önderliğindeki ekip, üzerinde çalıştıkları Sloan Dijital Gökyüzü Taraması (SDSS) verileri arasında garip bir kuazara rastladılar. Kuazarlar özellikle evrenin ilk dönemlerinde sıklıkla görülen, merkezlerinde aktif bir karadeliği ve etrafında bu karadeliği besleyen madde yığınları olan yapılara verilen isimdir. Karadeliğin etrafındaki gazlar çekim etkisiyle sıkışıp, ısınırlar ve radyo dalgalarından X-ışınlarına kadar geniş bir aralıkta yüksek miktarlarda ışıma yaparlar. Araştırmacıların buldukları şey ise kuazardan gelen ışınımdaki salınım çizgilerindeki gariplikti. Normalde sadece kuazara ait bir tane salınım çizgisi dizisi görmeyi beklerken bir tane daha olduğunu gören araştırmacılar bunun galaksinin merkezindeki bir başka karadelikten geldiğini ortaya çıkardılar.

Cisimlerin etrafa yaydıkları ışınım incelendiğinde, bundan birçok bilgi edinilebilir. Bunlardan en önemlisi ise ışığın tüm dalga boylarını inceleyerek belirli dalga boylarındaki salınım çizgilerini tespit etme yöntemidir (spektroskopi). Bu salınım çizgileri, kaynağın hangi elementlerden oluştuğu gibi bilgilerin yanında hareketi hakkında da bir çok bilgi verir. Örneğin kaynak gözlemciden uzaklaşıyorsa, ışınım çizgileri uzun dalga boylu tarafa doğru yani kırmızıya doğru, eğer yakınlaşıyorsa çizgiler kısa dalga boylu tarafa doğru yani maviye doğru kayar. Buna “Doppler Kayması” denir ve aynı prensibin ses üzerine uygulanmış halini günlük hayatta yanınızdan bir ambulans ya da tren geçtiğinde kolaylıkla fark edebilirsiniz. Araç size yaklaşırken tiz bir ses duyarken (ses dalgalarının dalga boyu küçülürken), sizden uzaklaşırken daha bir basık bir ses duyarsınız (ses dalgalarının dalga boyu büyür).

Galaksinin hareketine göre salınım çizgisinin hareketinin bir gösterimi. En üstte galaksi hareket etmezken ortada bulunan siyah çizginin, galaksi hareket ederken yer değiştirdiğini görebilirsiniz (yaklaşırken maviye doğru, uzaklaşırken kırmızıya doğru)

Bu küçük fizik hatırlatmasından sonra konumuza dönersek, Boroson ve ekibinin incelediği sistemde keşfettikleri iki tip ışınım serisinden biri ana kuazarı, diğeri ise bize göre 3500km/s hızla yaklaşan(maviye kayan) başka bir kuazarı, yani çekirdeğinde dev bir karadeliği olan bir galaksiyi gösteriyor. İlk kuazarın hareketi öngörülebiliyordu fakat ikinci salınım dizisi galaksi merkezinde başka bir karadelik olduğunu gösteriyor. Galaksi birleşmeleri sonucunda bu tip olayların rastlanabileceği tahmin ediliyordu fakat böylesine doğrudan bir kanıt şu ana kadar bulunamamıştı.

Kuazarın merkezindeki iki karadelikten büyük olanı 1 milyar Güneş kütlesindeyken, küçük olan 10 milyon güneş kütlesinde ve birbirinden 0,3 ışık yılı uzaklıkta bulunuyorlar. Birbiri etrafında dönen bu iki karadelik bir dönüşünü yaklaşık 100 yılda tamamlıyor. Karadelikler galaksi merkezine doğru yaklaştıkça birleşmeye de yaklaşıyorlar. Fakat karadeliklerin açısal momentumlarını azaltıp birleşmeleri için etraflarındaki madde ile daha fazla etkileşime girmeleri gerekiyor. Araştırmacılar bir süre sonra bunun gerçekleşeceğini ve karadeliklerin birleşeceğini tahmin ediyorlar.

İki karadeliğin birleşmesi evrendeki en şiddetli olaylar arasında gösteriliyor. Bu gibi olaylarda devasa kütleleri ve birleştiklerinde etraflarında oluşturdukları tedirginlik nedeni ile uzayın dokusunda oluşturdukları dalgalanmalar, yani kütle çekim dalgaları yayınlanıyor. Einstein’ın Genel Görelilik teorisinde öngördüğü bu dalgalar halen gözlenebilmiş değil, fakat araştırmalar LIGO adındaki dev detektör sistemleri ile sürdürülüyor. Bu dalgaların bulunması evrendeki karadelik çiftleri ve nötron yıldızı-karadelik birleşmeleri gibi yüksek enerjili olaylar hakkında detaylı bilgiler edinmemizi sağlayacaklar.

İkili bir karadelik sisteminin birbiri etrafında dönerken etrafındaki uzayda oluşturduğu dalgalanmaların bir gösterimi. Bu bozulmalar kütle çekim dalgalarıyla iletilir.

Araştırmacılar karadelik ikilisini teyit etmek için kuazardan gelen salınım çizgilerini incelemeye devam ediyorlar. Galaksi evriminde büyük öneme sahip olduğu düşünülen galaksi birleşmelerinde karadelik çiftlerinin de oluştuğu ve bunların birbiriyle birleştiği konusunda birçok delil elde ediliyor. Bu araştırmalar sayesinde galaksi evriminde bilinmeyen bir çok soru işareti giderilecek gibi duruyor.