Gökbilimciler, Samanyolu'nun merkezinde gizlenen ve Yay A* ( Sgr A* - Sagittarius A* ) [1] olarak bilinen süper kütleli kara deliğin yakın çevresindeki dört yıldızın konumunu ve hızını hiç olmadığı kadar hassas bir şekilde ölçtüler . S2, S29, S38 ve S55 olarak adlandırılan bu yıldızların, Samanyolu'nun merkezindeki kütlenin neredeyse tamamen Sgr A* kara deliğinden kaynaklandığını gösterecek şekilde hareket ettikleri bulundu.
Bu çizimde, yıldızların Samanyolu'nun merkezinde gizlenen ve Sagittarius A* (Sgr A*) olarak bilinen süper kütleli kara deliğin çevresinde yakın yörüngede oldukları görülüyor. Kaynak : Uluslararası İkizler Gözlemevi/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/
Teşekkür: M. Zamani (NSF's NOIRLab)
Ekip, bu araştırmada çeşitli son teknoloji astronomik ekipmanlar kullandı. Yıldızların hızlarını ölçmek için, NSF'nin NOIRLab'ının bir programı olan uluslararası İkizler Gözlemevi'nin bir parçası Hawaii'deki Maunakea zirvesine yakın İkizler Kuzeyindeki Gemini Yakın Kızılötesi Spektrografından (GNIRS) ve Avrupa Güney Gözlemevi'nin Çok Büyük Teleskopu üzerinde ki SINFONI aletinden spektroskopi kullandılar . Yıldızların konumları VLTI'de GRAVITY aleti ile ölçülmüştür . [2]
Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü müdürü ve 2020 Nobel Fizik Ödülü'nün ortak sahibi Reinhard Genzel, “ GNIRS cihazı bize ihtiyacımız olan kritik bilgileri veren Gemini Gözlemevi'ne çok minnettarız ” diyor ve ekliyor " Bu araştırma, dünya çapındaki işbirliğini en iyi şekilde gösteriyor."
Güneş'ten kabaca 27.000 ışık yılı uzaklıkta bulunan Samanyolu'nun Galaktik Merkezi, gökbilimcilerin Güneş'ten 4,3 milyon kat daha büyük kütleli süper kütleli bir kara delik olarak tanımladıkları kompakt radyo kaynağı Sgr A*'yı içerir. Onlarca yıl süren özenli gözlemlere ve Sgr A*'nın kimliğini keşfettiği için verilen Nobel Ödülü'ne [3] rağmen, bu kütlenin çoğunluğunun yalnızca süper kütleli kara deliğe ait olduğunu ve aynı zamanda çok büyük bir kara deliğe ait olmadığını kesin olarak kanıtlamak zor olmuştur.
"Sgr A*'nın gerçekten bir kara delik olduğunun teyidi için verilen 2020 Nobel fizik ödülü ile şimdi daha ileri gitmek istiyoruz. Samanyolu'nun merkezinde gizli başka bir şey olup olmadığını ve genel göreliliğin bu aşırı laboratuar da gerçekten doğru yerçekimi teorisi olup olmadığını anlamak istiyoruz ”diye açıklıyor bu çalışmaya katılan gökbilimcilerden biri olan Stefan Gillessen. " Bu soruyu yanıtlamanın en kolay yolu, Yay A*'nın yakınından geçen yıldızların yörüngelerini yakından takip etmektir. ”
Einstein'ın genel görelilik teorisi, süper kütleli bir kompakt nesne etrafındaki yıldızların yörüngelerinin, klasik Newton fiziği tarafından tahmin edilenlerden çok farklı olduğunu tahmin ediyor. Özellikle, genel görelilik, yıldızların yörüngelerinin zarif bir rozet şeklini izleyeceğini öngörür - bu, Schwarzschild devinimi olarak bilinen bir etkidir . Ekip, bu rozetin izini süren yıldızları gerçekten görmek için, Sgr A*'nın hemen yakınında bulunan S2, S29, S38 ve S55 olarak adlandırılan dört yıldızın konumunu ve hızını takip etti. Takımın bu yıldızların ne ölçüde ilerlediğine dair gözlemleri Sgr A* içindeki kütle dağılımını çıkarmalarına izin verdi. S2 yıldızının yörüngesindeki herhangi bir uzamış kütlenin, süper kütleli kara deliğin kütlesinin en fazla %0,1'ine eşdeğer katkı sağladığını keşfettiler.
Mart ve Temmuz 2021 arasında ESO'nun Çok Büyük Teleskop Girişimölçeri (VLTI) üzerindeki GRAVITY cihazıyla elde edilen bu açıklamalı görüntüler, Samanyolu'nun kalbindeki süper kütleli kara delik olan Sagittarius A*'nın çok yakınında dönen yıldızları gösteriyor. Bu yıldızlardan biri olan S29, Güneş ile Dünya arasındaki mesafenin sadece 90 katı olan 13 milyar kilometrede kara deliğe en yakın yaklaşmasını yaparken gözlendi. ESO tarafından bildirilen yeni VLTI gözlemlerinde ilk kez S300 adlı başka bir yıldız tespit edildi .Kaynak : ESO/GRAVITY işbirliği
Galaksimizin süper kütleli kara deliği etrafındaki uzak yıldızların yörüngelerindeki küçük değişimleri ölçmek inanılmaz derecede zordur. Gökbilimciler daha fazla keşif yapmak için sadece bilimin değil, mühendisliğin de sınırlarını zorlamak zorunda kalacaklar. Giant Magellan Teleskobu ve Otuz Metre Teleskop (her ikisi de US-ELT Programının bir parçasıdır) gibi yakında çıkacak olan son derece büyük teleskoplar (ELT'ler), gökbilimcilerin daha sönük yıldızları daha da büyük bir hassasiyetle ölçmesine olanak sağlayacaktır.
Gillessen, “Gelecekte hassasiyetimizi daha da artırarak daha sönük nesneleri bile takip etmemize olanak sağlayacağız” diyerek sözlerini tamamladı . " Şu anda gördüğümüzden daha fazlasını tespit etmeyi umuyoruz, bu da bize kara deliğin dönüşünü ölçmek için benzersiz ve net bir yol sunuyor."
Ulusal Bilim Vakfı Gemini Program Sorumlusu Martin Still, “İkizler gözlemevleri, galaksimizin doğasına ve merkezindeki devasa kara deliğe dair yeni bilgiler sunmaya devam ediyor” diyor.
İlhan Vardar
Kaynak : noirlab2130 — Bilim Yayını
Notlar
[1] Yay A*, “Yay A yıldızı” olarak konuşulur.
[2] ESO'nun VLT’si , VLTI'yi oluşturmak için interferometri olarak bilinen bir teknik kullanarak ışığı bir aynalar ağı ve yeraltı tünelleri aracılığıyla birleştirebilen dört ayrı ayrı 8.2 metrelik teleskoptan oluşur. GRAVITY , bu tekniği, gece gökyüzündeki nesnelerin konumunu yüksek doğrulukla ölçmek için kullanır - Ay'ın yüzeyinde çeyrek dolarlık bir madeni parayı seçmeye eşdeğer.
[3] 2020 Nobel Fizik Ödülü, kısmen " galaksimizin merkezinde süper kütleli bir kompakt nesnenin keşfi için " Reinhard Genzel ve Andrea Ghez'e verildi .
