Kara Delik Nasıl Tespit Edilir? Çeşitleri Nelerdir?

Yıllardır fizikçilerin ve gökbilimcilerin ilgisini çeken kara delik, evrende var olan en gizemli ve büyüleyici fenomenlerden biridir. Son derece yoğun bir yapıları vardır. Ayrıca o kadar güçlü bir çekim kuvvetleri vardır ki yeterince yaklaşırsa ışık bile onlardan kurtulamaz. Bu özellikleri, doğrudan gözlemlenmelerini zorlaştırırken, bu gizemli oluşumların varlığını doğrulamak ve izlemek için çeşitli bilimsel yöntemler geliştirilmiştir. İşte uzaydaki en tuhaf nesnelerden biri olan kara delik hakkında bilmeniz gerekenler:

Kara Delik Nedir? Nasıl Oluşur?

Albert Einstein ilk olarak 1916’da genel görelilik teorisi ile kara deliklerin varlığını öngörmüştür. “Kara delik” terimi, yıllar sonra 1967’de Amerikalı astronom John Wheeler tarafından icat edilmiştir. Kara delikler onlarca yıldır teorik nesneler olarak var olmuşlardır. İlk fiziksel kara delik, 1971’de tespit edilmiştir. Ardından 2019’da Olay Ufku Teleskobu (Event Horizon Telescope) sayesinde şimdiye kadar bir kara deliğin kaydedilen ilk görüntüsü ortaya çıkarılmıştır. EHT tarafından tespit edilen M87 galaksisinin merkezindeki bu kara deliğin görüntüsü ani foton (ışık parçacıklarının) kayıplarının da bir haritasını çıkartmış oldu. Ayrıca astronomların bir kara deliğin fotoğrafını incelemesiyle birlikte kara delikler hakkında yepyeni araştırma konuları da gündeme geldi.

Tavsiye İçerik : ‘James Webb Uzay Teleskobu : Uzayın Derinliklerine Yolculuk’

Kara Delik Çeşitleri

Şimdiye kadar gök bilimciler üç tür kara delik tanımladılar. Bunlar yıldız kaynaklı kara delikler, süper kütleli kara delikler ve orta seviye kara deliklerdir.

Yıldız Kaynaklı Kara Delik

Bir yıldız son yakıtını da yaktığında çöker veya kendi içine doğru katlanır. Küçük yıldızlar için yeni çekirdek bir nötron yıldızı veya bir beyaz ışıklı cüce yıldıza dönüşür. Daha büyük bir yıldız çökerse, sıkıştırma prosesi devam eder ve yıldız kara deliği oluşturur.

Tek başına olan yıldızların çöküşüyle ​​oluşan kara delikler nispeten küçüktür. Buna rağmen inanılmaz derecede yoğundur. Bu durum, nesnenin etrafındaki diğer objeleri çeken çılgın miktarlardaki yer çekimi kuvvetine yol açar. Akabinde çevrelerindeki galaksilerde bulunan toz ve gazı da tüketen yıldız kara deliklerin boyutları iyice artar. Yapılan bir araştırmaya göre Samanyolu 100 milyon civarında kara deliğe ev sahipliği yapıyor.

Süper Kütleli Kara Delik

Evrenimizi domine eden bu devasa kara delikler, güneşten milyonlarca hatta milyarlarca kat daha büyük kütleye sahip olmalarına rağmen çapları yaklaşık olarak güneşle aynı boyuttadır. Bu tür kara deliklerin hemen hemen her galaksinin merkezinde yer aldığı belirtilmektedir.

Bilim adamları, bu boyutlardaki kara deliklerin nasıl ortaya çıktığından emin değiller. Bu devler, etraflarındaki toz ve gazdan, galaksilerin merkezlerinde bol miktarda bulunan materyallerden kütle toplarlar. Bu da onların daha da devasa boyutlara ulaşmalarını sağlar.

Süper kütleli kara delikler, yüzlerce veya binlerce küçük kara deliğin birleşmesi sonucu oluşabilirler. Birlikte çökerek hızla kütlelerini artıran devasa gaz bulutları da bu kara deliklerin sorumlusu olabilmektedir. Üçüncü bir seçenek, bir yıldız kümesinin yani bir grup yıldızın birlikte çöküşü. Dördüncüsü, süper kütleli kara deliklerin büyük karanlık madde kümelerinden ortaya çıkabilme ihtimali. Bu, diğer cisimler üzerinde yer çekimi etkisiyle gözlemleyebildiğimiz bir maddedir. Ancak ışık yaymadığı ve doğrudan gözlenemediği için karanlık maddenin neyden oluştuğunu tam olarak bilemiyoruz.

Orta Seviye Kara Delik

Bilim adamları bir zamanlar kara deliklerin sadece küçük ve büyük boyutlarda olduğunu düşünüyorlardı. Yapılan araştırmalar orta büyüklükteki kara deliklerin de var olduğunu ortaya çıkardı. Bir kümedeki yıldızların zincirleme reaksiyonla çarpıştığında oluşabilen bu kara deliklerin birçoğu daha sonra bir galaksinin merkezinde bir araya gelerek süper kütleli devasa bir kara delik oluşturabilir.

Kara Deliğin Yapısı Nasıldır?

Kara deliklerin 3 katmanı vardır. Bunlar; dış olay ufku, iç olay ufku ve tekillik.

Bir kara deliğin olay ufku, kara deliğin ağzının etrafındaki ışığın kaçamayacağı sınırdır. Bir parçacık olay ufkunu geçtiğinde buradan ayrılamayacağı gibi yer çekimi de olay ufku boyunca sabittir. Kara deliğin iç bölgesi yani esas kütlesinin bulunduğu kısım, uzay-zamanda kara deliğin kütlesinin yoğunlaştığı tek nokta onun tekilliğidir. Bu konu hakkında bilim insanların ortaya koyduğu metodolojileri incelemek için ‘Kara Deliklerin İçinde Ne Var?’ başlıklı yazımızı incelemenizi öneririz.

Kara Deliklerin Yerleri Nasıl Tespit Ediliyor?

Bilim adamları, uzaydaki yıldızları ve diğer nesneleri gördükleri şekilde kara delikleri göremezler. Bunun yerine gök bilimciler, kara deliklerin etrafa yaydığı radyasyondan faydalanırlar. Ancak bazen süper kütleli kara delikler, etraflarındaki kalın toz ve gaz tarafından örtülebilmektedir. Bu da yerlerini belli eden emisyonları engelleyebilir.

Bazen, bir madde kara deliğe doğru çekilirken olay ufkundan seker ve ağzına çekilmek yerine dışarı doğru fırlatılır. Göreliliğe yakın hızlarda hareket eden parlak jetler açığa çıkar. Kara delik görünmemesine rağmen, bu güçlü jetler çok uzak mesafelerden görülebilmektedir.

Olay Ufku Teleskobu’nun M87’deki bir kara delik görüntüsü, görüntüler çekildikten sonra bile iki yıl araştırma gerektiren olağanüstü bir çabaydı. Bunun nedeni, dünya çapında birçok gözlem evine yayılan teleskopların işbirliğinin internet üzerinden aktarılamayacak kadar büyük miktarda veri üretmesidir.

Tüm bu görüntülerde görülen parlak halka, kara deliğin merkeze doğru emilen gazın parıldamaya başlayana kadar ısıtıldığı birikme diskidir. Doppler etkisi nedeniyle diskin bir tarafı daha parlak görünür. Bize doğru hareket eden ışık daha hızlı, bizden uzaklaşan ışık ise daha yavaş gidiyor gibi görünür. Bu nedenle, soldan sağa hareket eden bir yığılma diskine bakıyorsak, ışık solda daha parlak ve sağda daha sönük görünecektir. Bu görüntülerin ortasındaki kara bölge, kara deliğin kendisidir. Yer çekiminin çok yoğun olduğu, ışığın kaçamadığı ve onu zifiri karanlık yapan bir uzay bölgesi…

Tavsiye İçerik : ‘Gelgit Bozulması: Kara Deliğe Yaklaşan Yıldızlara Ne Olur?’

Zamanla, araştırmacılar diğer kara delikleri görüntülemeyi ve nesnelerin nasıl göründüğüne dair bir havuz oluşturmayı umuyorlar. Buna göre bir sonraki hedef ise kendi Samanyolu galaksimizin merkezindeki kara delik olan Sagittarius A*.