Kara delikler patlar mı?

Eğer "patlama", "muazzam miktarda enerjinin ani ve kısa bir süre içinde açığa çıkması" ise, yanıt kesinlikle "evet" olacak. İşin en güzel yanı da, kendilerini ya da yakın çevrelerini patlatmaları çeşitli ve ilginç şekillerde meydana geliyor. İşte Space.com'ın kara deliklerin patlama şekillerine yönelik hazırladığı yazı:

Hawking radyasyonu

Kara deliklerin patlayabilmesinin bir yolu var. Bunun arkasındaki süreç, 1976 yılında ünlü astrofizikçi Stephen Hawking tarafından keşfedilen kara deliklerin tamamen siyah olmaması gerçeğiyle ilgili.

Ohio Eyalet Üniversitesi'nde fizikçi olan Samir Mathur, Live Science'a gönderdiği e-postada, "Klasik fizikte delikten hiçbir şey çıkamaz. Ancak Hawking, kuantum mekaniği ile deliğin düşük enerjili radyasyon yayarak enerjisini yavaşça sonsuza sızdırdığını buldu; buna Hawking radyasyonu deniyor" diye yazdı.

Bir kara delik yeni madde emmediği sürece, Hawking radyasyonu yayarken yavaş yavaş kütle kaybedecektir. Ancak Hawking radyasyonu yavaş yayılır. Güneş'in birkaç katı kütleye sahip normal bir kara delik her yıl yaklaşık bir foton yayar. Bu oranda, tipik bir kara deliğin tamamen buharlaşması 10^100 yıl sürer.

Ancak Hawking, daha küçük kara deliklerin çok daha hızlı buharlaştığını fark etti. Bir kara delik küçüldükçe daha fazla radyasyon yayıyor. Yaşamının son anlarında kara delik o kadar çok ve o kadar hızlı radyasyon yayar ki, adeta bir bomba gibi davranarak yüksek enerjili radyasyon ve parçacıklardan oluşan bir sel salar.

Eğer evrenin çok erken dönemlerinde küçük kara delikler (yaklaşık Dünya büyüklüğünde) oluşmuş olsaydı, buharlaşmaları birkaç milyar yıl sürerdi, yani bu "ilkel" kara delikler, eğer varsa, şu anda evrenin her yerinde patlıyor olurdu. Bugüne kadar gökbilimciler ilkel kara deliklerin patladığına dair herhangi bir kanıt bulamadılar, ancak bir gün bulma olasılıkları varlığını sürdürüyor.

Süperradyans

Kara delikler, döndükleri gerçeği sayesinde evrende başka hiçbir yerde görülmeyen başka bir patlama türüyle de patlarlar. Dönen kara delikler - nasıl çalıştıklarını ilk bulan Yeni Zelandalı matematikçi Roy Kerr'in onuruna Kerr kara delikleri olarak da adlandırılırlar - olay ufuklarının etrafında bir ergosfer yaratırlar. Ergosfer, hiçbir şeyin hareketsiz kalamadığı uzatılmış bir uzay bölgesidir. Dönen kara deliğe doğru düşen herhangi bir şey, parçacık ergosfere girdiğinde onun yörüngesinde dönmeye başlar.

Bir kara deliğin etrafında dönen uzay-zaman, fotonları da çekebilir. Yeterince foton varsa, birbirlerinden veya dolaşan parçacıklardan sekebilirler. Bazen bu sekme, fotonların ergosferden kaçmasına neden olur. Ancak diğer zamanlarda sekme, fotonların kara deliğe doğru daha derine düşmesine ve burada enerji kazanmasına yol açar. Daha sonra tekrar daha yüksek bir yörüngeye saçılabilirler ve sonra tekrar aşağı düşerler.

Sürecin her tekrarında ve kara deliğin etrafındaki her bir turda foton enerji kazanır. Bu sürece "süperradyans" denir. Foton sonunda serbest kalırsa, yolculuğuna ilk başladığı zamana kıyasla muazzam miktarda enerjiye sahip olacaktır.

Sürece yeterince foton katılması halinde, hepsi birden inanılmaz bir enerjiyle patlayarak "kara delik bombası" olarak bilinen şeye dönüşebilir. Kara deliğin kendisi patlamasa da, bu süper parlak etki bir kez daha kara deliklerin çevrelerini ne kadar güçlü bir şekilde etkileyebileceğini gösteriyor.

Diskler ve jetler

Fotoğraf: NASA

Kara deliklerin patlamalara neden olmasının en yaygın yolu kendi kendilerini yok etmeleri değil, ezici çekim güçlerinin katıksız gücüdür. Süper kütleli kara delikler galaksilerin merkezlerinde bulunur ve bazen yıldızlar gibi büyük madde kümeleri çok yakınlarından geçer. Bu olduğunda, yıldız gelgit etkisiyle parçalara ayrılır ve bu parçalanma süreci, infilak edici bir enerji patlamasına yol açar. Dünya'daki gökbilimciler bu enerji salınımına X-ışını ve gama ışını radyasyonunun kısa ama yoğun bir parlaması olarak tanık olabilirler.

Yıldızları parçalamanın yanı sıra, bu dev kara delikler sıklıkla dev yığılma disklerinde sürekli olarak etraflarında dönen madde yığınlarını toplarlar. Yığılma diskleri katrilyonlarca derece sıcaklığa ulaşarak onları evrendeki en parlak nesneler haline getirir, parlayan tek bir disk aynı anda bir milyondan fazla galaksiyi gölgede bırakabilir.

Diskler en güçlü hallerinde elektrik ve manyetik alanlar oluşturarak, disk malzemesinin bir kısmını kara deliklerin etrafına ve on binlerce ışık yılına ulaşan uzun, ince jetler şeklinde dışarıya yönlendirir. Bu jetler teknik olarak patlama sayılmasa da, yine de oldukça yoğundurlar.

DART uzay aracı, asteroide planlı çarpmayı başardı