Evrendeki belki de en muazzam şey: Bir dev kara deliğin sebep olduğu jetin uzunluğu 23 milyon ışık yılı

Kara delikler, evrenimizdeki en gizemli şeylerin başında geliyor. İlk olarak 1915’te Albert Einstein genel görelilik teorisini yayınladığında bir teorik obje olarak var olabilecekleri ortaya çıkmıştı. Bazen, genellikle de dev bir yıldızın kendi yakıtını tüketim içine çökmesi sonrası ortaya öyle bir kütle çekim alanı çıkabilirdi ki, bu kütle çekimi dışarıya ışığın bile çıkmasına engel olurdu; yani kütle çekimi ışık hızını bile durdurabilirdi.

Evrendeki bu teorik varlıkların son derece nadir görüleceği, hatta görülemeyebileceği konuşuluyordu ama giderek kara delik  teorileri arttı. Ve sonunda bilim kara deliklerin varlığını gözlemle kanıtladı. Ama hala bunların ender görüldükleri düşünülüyordu.

Kara delik hiç de nadir rastlanan bir şey değilmiş

Derken kütle çekim dalgalarını saptayan LIGO ve VIRGO adlı gözlem araçları yapılıp devreye girdiğinde gördük ki, kara delik hiç de öyle nadir bir nesne değil, hele teorik hiç değil. LIGO neredeyse her hafta birkaç tane kara delik çarpışması ve bu çarpışma nedeniyle ortaya çıkan kütle çekim dalgaları saptıyor. Yani evrende o kadar çok kara delik var ki, bunlar bir de birbirlerine çarpıyor, birleşiyor.

Kara deliklerin yıldızlarla ve yarı ölmüş yıldızlar sayılan nötron yıldızlarıyla çarpışmaları da çok kez saptandı. Hatta bundan birkaç yıl önce dev bir bilim ekibi tarihte ilk kez bir kara deliğin fotoğrafını da çekti ve bu buluş onlara Nobel ödülü kazandırdı.

Peki ama içinden ışık bile çıkamayan bir kara deliğin fotoğrafı nasıl çekilebilirdi? Bu sorunun cevabı, ‘kara deliğin olay ufku’ adı verilen hayali sınır çizgisinde yatıyor. ‘Olay ufku’ kara deliğin dışında ve ışık hızına yakın hızlarda hareket eden herhangi bir parçacığın kara deliğe düşmekten kurtulmak için aşmaması gereken sınır anlamına geliyor. Bu sınırı geçen her şey, buna ışığın kendisi de dahil, kara deliğin içine düşüyor ve biz dışarıdakiler için görünmez hale geliyor.

Kara deliğin olay ufkundaki parıldama

İşte eğer kara delik evrenin maddesi bir bol bir alanındaysa, ki çoğunlukla öyleler, bu olay ufku çizgisinin üzerinde içeriye düşmemeye çabalayan parçacıkların oluşturduğu müthiş bir enerjik parıldama oluyor. Bu parıldamaya fizikçiler ‘korona’ adını veriyor; çoğunlukla gördüğümüz bu koronalar bir küre şeklinde, yani kara deliğin etrafında.

Ancak bazen kara deliğe çok büyük bir şey, örneğin bir yıldız düşmeye başlıyor. Bu düşüş, yıldızın kütlesine bağlı olarak çok uzak mesafeden itibaren başlayabiliyor. Kara delik, adeta bir elektrikli süpürge gibi yıldızı ve yıldızın materyalini çok uzak bir mesafeden itibaren ’emmeye’ başlıyor.

İşte bu durumda ortaya ‘jet’ adı verilen bir görüntü çıkıyor. İlk bakışta bu jetin kara delikten ‘fışkırdığı’ izlenimi doğuyor ama bu doğru değil; kara delikten dışarıya hiçbir şey fışkıramaz, aslında bu jet kara deliğe düşmekte olan devasa bir maddenin artık saf enerjiye dönüşmüş minik parçacıklarından oluşuyor.

Muazzam bir jet

Bilim insanları son dönemde böyle çok sayıda jet saptadılar ama son saptanan ‘jet’ özel olarak anılmayı gerektiriyor, çünkü bu jetin toplam uzunluğu akla durgunluk verecek boyutta: Tam 23 milyon ışık yılı.

Herhangi bir kütlenin bu kadar uzak mesafeye çekim gücü uygulaması, üstelik de bu güçte uygulaması görülmüş bir şey de değil, teorik olarak hayal etmesi kolay bir şey de…

Evren daha gençken oluştuğu hesaplanan kara delik-jet ikilisi, 23 milyon ışık yılı uzunluğunda. Kafanızda canlandırabilmeniz için bir örnek verelim: 140 Samanyolu’nu yan yana dizdiğinizde oluşabilecek bir uzunluk bu.

Bu kara delik-jet ikilisinin bir adı da var. Adını Yunan mitolojisindeki bir devden alan Porphyrion, evrenimiz sadece 6,3 milyar yaşındayken oluşmuş bir kara delik jeti. Gökbilimciler bu kara delik jet çiftiyle ilgili daha derin çalışmaların galaksilerin evrenin ilk dönemlerinde nasıl ortaya çıktığına dair pencere aralayabileceğine inanıyor.

Daha fazlası da var

Nature dergisinde yayınlanan bulgular da zaten bunun buzdağının sadece görünen kısmı olabileceğini gösteriyor. Zira bilim insanlarının başlattığı kara delik jet avı, göğün sadece 15’ini taradı. Bu dev jetleri tespit etmenin zorluğu hesaba katıldığında dışarıda onlardan daha fazlasının olması muhtemel. 

Süper kütleli kara deliğin üstünden ve altından çıkar gibi gözüken akımlar, trilyonlarca güneşe eşdeğer enerji yayıyor. Kara delik jetleri iyonlardan, elektronlardan ve diğer parçacıklardan oluşan akımlar. Kara deliklerin etrafındaki manyetik alanla hızları ışık hızına çıkabilen jetleri biliyoruz ancak yakın zamana kadar nadir oldukları ve öyle çok büyük olamayacakları düşünülüyordu.

Porphyrion’un varlığı öğrenildikten hemen sonra Hindistan’daki Giant Metrewave radyo teleskobuyla Hawaii’deki WM Keck Gözlemevi kullanılarak jetin Dünya’dan yaklaşık 7,5 milyar ışık yılı uzaktaki bir galakside olduğu tespit edildi. Jetin olduğu galaksi, Samanyolu’ndan 10 kat daha büyük.

Jet, Avrupa’nın LOFAR olarak da bilinen Low-Frequency Array teleskobu tarafından 10 binden fazla dev kara delik jetinin keşfedildiği bir araştırma sırasında tespit edildi. Bu jetlerin birçoğu o kadar güçlü ki kara deliğin bulunduğu galaksinin çok ötesine, galaksileri birbirine bağlayan kozmik ağın derinliklerine doğru ilerleyebilir.

Evrenin gelişiminde önemli rol oynadılar

Porphyrion’un büyüklüğü sebebiyle gökbilimciler artık bu tür devasa jetlerin evrenin evrimini şekillendirmede rol oynadığından şüpheleniyor. Araştırmacılar yüzlerce olduğu tahmin edilen kara delik jet sisteminin kozmik ışın, ağır atomlar, manyetik alan ve ısı yayarak evrenin erken dönemi üstünde bir miktar da olsa etki yarattığını biliyordu. Bu çalışma ise önemlerinin sandığımızdan çok daha fazla olduğuna işaret ediyor.

Jet hakkındaki tek ilginç keşif bu değildi. Kara delikler etraflarındaki maddeleri çekip ısıtırken iki ana şekilde enerji yayabilir. Bu ya radyasyon yayarak mümkün olur ya da enerji jetleri çıkararak. Evrenin ilk dönemlerinde doğan kara delikler genelde radyasyon yayarken günümüzün kara delikleri daha çok jet modunda enerji yayar. Porphyrion normalde yaşlı bir jet olmasına rağmen jet yayıyor. Bu da Porphyrion gibi ve hatta ondan daha büyük yapıların bir zamanlar evrende var olduğuna işaret ediyor.

Caltech’de doktora sonrası araştırmacı ve çalışmanın başyazarı olan Martijn Oei, “Porphyrion evrendeki küçük büyük şeylerin birbiriyle yakından bağlantılı olduğunu gösteriyor” diyor.

Birbirine çok yakın iki süper kütleli kara delik bulundu