Stanford Üniversitesi’nden astrofizikçi Dan Wilkins 800 milyon ışık yılı ötede, galaksinin merkezindeki süperkütleli bir karadelikten evrene fırlatılmış X-ışınlarını izlerken merak uyandırıcı bir model fark etti.
Wilkins, bir dizi parlak X-ışını parlaması gözlemledi -heyecan verici fakat benzeri görülmemiş değil- ve teleskoplar beklenmedik bir şey kaydetti: Parlak ışıklardan farklı “renklerde” daha küçük ve daha geç gelen fazladan X-ışını parlamaları.
Teoriye göre, karadeliklerin arkasından yansıyan X-ışınları ile bu parlak yankılar tutarlıydı ama karadeliklerle ilgili temel anlayışımız bile bize buranın ışığın gelmesi için garip bir yer olduğunu söylüyor.
Wilkins, karadeliğe giren hiçbir ışığın geri çıkamadığını, bu yüzden bir karadeliğin arkasında ne olduğunu göremeyeceğimizi belirtiyor. Karadeliğin başka bir karakteristik özelliği, bu gözlemi mümkün kılıyor: “Bunu görebilmemizin sebebi karadeliğin uzayı, ışığı ve kendi etrafındaki manyetik alanları bükmesi.”
Nature‘da yayınlanan makalede ayrıntıları verilen bu keşif, Einstein’ın genel görelilik teorisine göre tahmin edilmiş ancak şimdiye kadar asla doğrulanmamış bir senaryo olan karadeliğin arkasından gelen ışığa dair ilk gözlemdir. Astrofizikçi Roger Blandford “50 yıl önce astrofizikçiler manyetik alanların karadeliğe nasıl davranabileceklerine kafa yormaya başladıkları zaman, bir gün bunu direkt olarak gözlemleyeceklerine ve göreliliği eylemde görebilecekleri tekniklere sahip olacaklarına dair hiçbir fikirleri yoktu” diyor.
Bir karadelik nasıl görülür?
Bu araştırmanın arkasındaki asıl motivasyon belirli karadeliklerin “corona” (korona) adı verilen gizemli bir özelliği hakkında bilgi edinmekti. Süper kütleli karadeliklerin içine düşen materyaller evrendeki en parlak sürekli ışık kaynaklarına güç veriyordu, bunu yaparken bir “korona” karadeliğin etrafında beliriyordu. Bu ışık -yani X-ışını- bir karadeliği haritalamak ve karadeliği karakterize etmek için analiz edilebilir.
Koronanın ne olduğuna dair asıl teori milyonlarca dereceye ısınan gazın karadeliğe kaymasıyla başlar. O sıcaklıkta elektronlar atomlardan ayrılırlar ve manyetize plazma yaratırlar. Karadeliğin güçlü dönüşüne yakalanan manyetik alan, karadeliğin üstünde o kadar yüksek kavisler çizer ve kendi etrafında o kadar çok döner ki sonunda tamamen kırılır (Güneş’in etrafında olan olayları hatırlatan bir durum bu yüzden “korona” ismini almış). Bu manyetik alan bağlanır ve karadeliğe yakınlaşır, etrafındaki her şeyi ısıtır ve bu yüksek enerji elektronlarını, sonra da X-ışınlarını üretir.
Wilkins ışıkların kökenini araştırmak için daha yakından bakarken daha küçük ışın dizilerini gördü. Bu, araştırmacıların belirlediğine göre, X-ışını parlamalarıyla aynı ama ışınlar diskin arkasından yansıyor. “Birkaç yıldır bu yankıların bizim için nasıl göründüğüne dair teorik tahminler yapıyorum. Onları geliştirmekte olduğum teoride çoktan öngörmüştüm, bu yüzden onları teleskop gözlemlerinde gördüğümde bağlantıyı anlayabildim” diyor Wilkins.
Gelecek gözlemler
Koronaları karakterize etme ve anlama çabası devam ediyor ve daha fazla gözlem gerektirecek. Bu geleceğin bir parçası, Avrupa Uzay Ajansı’nın X-ışını Gözlemevi Athena (Yüksek Enerjili Astrofizik için Gelişmiş Teleskop) olacak. Stanford’da fizik profesörü, SLAC’ta parçacık fiziği ve astrofizik profesörü Steve Allen’ın laboratuvarının bir üyesi olan Wilkins, Athena için Geniş Alan Görüntüleyici dedektörünün bir parçasının geliştirilmesine yardımcı oluyor.
Wilkins, Athena ile ilgili olarak, “X-ışını teleskoplarından bugüne kadar elde ettiklerimizden daha büyük bir aynaya sahip ve bize kısa gözlem sürelerinden yüksek çözünürlüklü görünümler elde ettirecek. Yani, şu anda verilerden almaya başladığımız fotoğraf bu yeni gözlemevleriyle daha temiz olacak” açıklamalarında bulunuyor.