Gelgit Bozulması: Kara Deliğe Yaklaşan Yıldızlara Ne Olur?

Uzay teknolojisinin gelişmesi ve çok daha ileri seviye teleskoplara sahip olmamızla birlikte bilim adamlarının çalışmaları da hız kazandı. Bu çalışmaların merkezinde de hala tam olarak çözemediğimiz evren ve uzayla ilgili konular yer alıyor. Kara delikler, olay ufku ve olay ufkunun ardındaki olaylar… Peki kara deliğe yaklaşan yıldızlara ne olur? Gökbilimciler günümüze kadarki gözlemlerinden ne gibi sonuçlar çıkardılar? Gelgit bozulması olayı nedir? Bütün bu soruları ve bilim adamlarının bulduğu cevapları birlikte inceleyelim.

Ekim 2019’da gökbilimciler, devasa bir kara deliğe çok yaklaştıktan sonra parçalanan bir yıldızın günümüze kadarki en yakın örneğine şahit oldular. Güneş benzeri bir yıldız kendisinin 1 milyon katı kütlesindeki bir kara delik tarafından yok edildi. Söz konusu olay, Dünya’dan 215 milyon ışık yılı uzaklıkta gerçekleşti. Şans eseri bu olay, California Üniversitesi‘ndeki gökbilimcilerin, yıldızın ölümünden gelen optik ışığı inceleyebilecekleri kadar parlak olan ilk olaydı. Işığın polarizasyonu ve parçalanmadan sonra ne olduğunu öğrenmek için de önemli bir fırsattı. Yıldız materyalinin çoğunluğu hızla uzaya saçılarak küresel bir gaz bulutu oluşturdu. Söz konusu materyaller saniyede 10.000 km hızla hareket ediyordu. Bu gaz bulutu, açığa çıkan yüksek enerjili emisyonları da bloke etmekteydi. Yıldızdan geriye kalanlar ise kara delik tarafından yutuldu.

Gökbilimciler İlk Defa Gaz Bulutunun Şeklini Belirledi

Daha önce AT2019qiz adlı patlamadan kaynaklanan optik ışık gözlemleri, yıldız maddesinin çoğunun güçlü bir rüzgarla dışa doğru fırladığını ortaya koymuştu. Işığın polarizasyonuna ilişkin yeni veriler, gökbilimcilere bulutun muhtemelen küresel şekilde simetrik olduğunu söylüyor. Böylelikle araştırmacılar ilk defa dağılan bir yıldızın etrafında oluşan gaz bulutunun şeklini tespit etti.

Sonuçlar, gökbilimcilerin bugüne kadar gözlemledikleri düzinelerce gelgit bozulması* olayında neden X-ışınları gibi yüksek enerjili radyasyonları görmediklerini açıklıyor. Yıldızdan kopan ve karadeliğin içine düşmeden önce etrafındaki bir yığılma diskine sürüklenen materyaller X-ışınlarını üretiyor. Karadelikten gelen güçlü rüzgarlarla dışarı doğru akan gaz ise bu X ışınlarını gizliyor.

Gelgit Bozulması* : Bir yıldız süper kütleli bir kara deliğe yeterince yaklaştığında ve kara deliğin gelgit kuvveti tarafından ayrılarak spagettileşme yaşadığında meydana gelen astronomik bir fenomendir.

Bu gözlem, teorik olarak önerilen bazı tezleri dışlıyor. Böylelikle bize, kara deliğin etrafındaki gaza ne olduğu konusundaki tezlerde güçlü bir kısıtlama imkanı sağlıyor. Gökbilimciler bu olaylarda, rüzgarın dışarı doğru aktığına dair farklı kanıtlar görüyordu. Ancak bu polarizasyon çalışması bu kanıtları kesinlikle daha güçlü kıldı. Özellikle yeterli miktarda rüzgar olmadan küresel bir geometrinin ortaya çıkamayacağı konusunda. Buradaki ilginç olay, içe doğru hareket eden yıldız materyalinin çoğu nihayetinde kara deliğin içine düşmüyor. Kara delikten dışarı fırlatılıyor.

Işığın Polarizasyonu Simetriyi Ortaya Çıkardı

Birçok teorisyen, yıldız kalıntılarının parçalanmadan sonra eksantrik, asimetrik bir disk oluşturduğunu varsaymıştır. Ancak eksantrik bir diskin nispeten yüksek derecede bir polarizasyon göstermesi beklenir. Bu da toplam ışığın çoğunluğunun polarize olduğu anlamına gelir. Bu gelgit bozulması olayında ise böyle bir durum gözlenmedi.

Galaksilerin merkezindeki devasa kara deliklerin varlığını bilmemizin ve özelliklerini ölçmemizin çok az yolu var. Bunlardan bir tanesi de gelgit bozulması. Ancak bu tür olayları sayısal olarak simüle etmek çok yüksek maliyetleri de beraberinde getiriyor. Bu sebeple araştırmacılar, gelgit bozulmasından sonraki karmaşık süreçleri tam olarak çözemiyorlar.

Gökbilimciler Ekim 2019’dan sonra Kasım ayında ikinci bir dizi gözlem daha gerçekleştirdi. Gözlem, ışığın az miktarda, yani yaklaşık %1 oranında polarize olduğunu ortaya çıkardı. Bu da bize bulutun, kara deliğin etrafındaki asimetrik gaz yapısını ortaya çıkaracak kadar inceldiğini düşündürüyor. Her iki gözlem de California yakınlarındaki Lick Gözlemevi‘nde bulunan 3 metrelik Shane teleskopundan gerçekleşti.

Kara deliğin toplanma diski, ışığının çoğunu X-ışınlarıyla yayacak kadar sıcaktır. Ancak bu ışık, gaz bulutundan geçmeden önce birçok dağılma, emilim ve yeniden yayılmaya uğrar. Bu süreçlerin her biriyle ışık, foton enerjisinin bir kısmını kaybederek ultraviyole ve optik enerjilere kadar iner. Son dağılım ise fotonun polarizasyon durumunu belirler. Böylece, polarizasyonu ölçerek, son dağılımın gerçekleştiği yüzeyin geometrisini çıkarabiliriz.

Gelgit Bozulmalarının Hepsi Aynı Şekilde Mi Gerçekleşiyor?

Maalesef bu anlattığımız senaryo sadece normal gelgit bozulmalarında geçerli. Relativistik jet olarak bilinen iyonize olmuş maddenin, dönme ekseni doğrultusunda ışın şeklinde dışarı aktığı durumlarda geçerli değil. Hatta bu noktada dışarı akan materyalin ışık hızına yaklaştığını da ekleyelim.

Kafamızdaki soruları cevaplamak için bu tür olaylarda ışığın polarizasyonuyla ilgili daha fazla ölçüme ihtiyacımız var. Polarizasyon çalışmaları gerçekten çok zor bir alan. Dünya çapında çok az insan bu teknikleri kullanmak için yeterli bilgi birikimine sahip. Yani burası, gelgit bozulma olayları için keşfedilmemiş bir bölge diyebiliriz.

Dünya’nın Yörüngesinden 100 Kat Daha Büyük Bir Bulut

California Üniversitesi’ndeki araştırmacılar polarize ışığın, yarıçapı yaklaşık 100 astronomik birim olan küresel bir bulutun yüzeyinden yayıldığını hesapladı. Bu da dünya ile güneş arasındaki mesafenin 100 katına denk geliyor.

2019 gözlemleri, Eridanus takımyıldızındaki bir gelgit bozulması olayı olan AT2019qiz‘e aitti. Ekim ayındaki gözlemde spektrumdaki sıfır polarizasyon, polarize fotonların birbirini dengelediği küresel simetrik bir gaz bulutunu işaret ediyor. Kasım ölçümlerindeki hafif polarizasyon ise ufak bir asimetriyi gösteriyor.

Özetleyecek olursak gelgit bozulması çok uzak galaksilerin merkezlerinde meydana geldiğinden, yalnızca bir ışık noktası olarak görünür. Bu nedenle olayın geometrisini veya bu patlamaların yapısını çalışamazsınız. Dolayısıyla ışığın polarizasyonu, nesnelerin şekillerini belirlemedeki sayılı indikatörden biridir. Gökbilimciler de maddenin o patlamadaki dağılımını, kara deliğin etrafındaki gazın ve yığılma diskinin nasıl şekillendiğini bu sayede tespit ederler.

İlginizi Çekecek İçerik: “Kara Deliklerin İçinde Ne Var?“