Bilim insanları ünlü kara delik görüntüsünde bir sorun olduğunu söylüyor: ScienceAlert

Samanyolu’nun kalbindeki Sagittarius A* (Sgr A) kara deliğinin çarpıcı “ilk görüntüsünü” hatırlıyor musunuz? Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi’ndeki (NAOJ) araştırmacılara göre bu tam olarak doğru olmayabilir.

Bunun yerine, Yay A* etrafındaki birikim diski, ilk kez 2022’de gördüğümüz dairesel şekilden ziyade daha uzun olabilir.

NAOJ’deki bilim insanları, ilk olarak Olay Ufku Teleskobu (EHT) ekibi tarafından yakalanan Sgr A* verilerine farklı analiz yöntemleri uyguladı. EHT verileri sekiz yer tabanlı radyo teleskopundan oluşan bir ağdan geldi. Orijinal analiz, karanlık bir merkezi bölgeyi çevreleyen parlak, toroidal bir yapı gösterdi.

Farklı bir şekille sonuçlanan yeniden analiz, maddenin diskteki hareketleri ve dağılımı hakkında bir şeyler gösteriyor.

Her iki grup için de adil olmak gerekirse, radyo interferometri verilerinin analizi çok karmaşıktır. NAOJ gökbilimcisi Miyoshi Mikato’ya göre yuvarlak görünüm, görüntünün oluşturulma şeklinden kaynaklanıyor olabilir.

Miyoshi, “Halka şeklindeki görüntünün EHT’nin görüntüleme analizi sırasındaki hatalardan kaynaklandığını ve bu kısmının gerçek astronomik yapı değil, yapay bir yapı olduğunu varsayıyoruz” dedi.

Kara deliğin görünümünün açıklanması

Peki Archer A* NAOJ yeniden analizinde nasıl görünüyor?

Miyoshi, “Görüntümüz doğu-batı yönünde hafifçe uzamış ve doğu yarısı batı yarısından daha parlak” dedi.

“Bu görünümün, kara deliği çevreleyen birikim diskinin ışık hızının yaklaşık yüzde 60’ı kadar bir hızla döndüğü anlamına geldiğini düşünüyoruz.”

Biriktirme diski, 4 milyon güneş kütleli kara deliğe akan, sanki “boşaltma kanalının etrafında dönen” süper sıcak malzemeyle doludur. Toplanma diski boyunca dönerken sürtünme ve manyetik alanların etkisi malzemeyi ısıtır. Bu, çoğunlukla X ışınlarında ve görünür ışıkta parlamasına ve ayrıca radyo emisyonları yaymasına neden olur.

Kara deliğin kendi dönüşü de dahil olmak üzere çeşitli faktörler, birikim diskinin şeklini de etkiler. Ek olarak, birikim hızı (yani diske ne kadar madde düştüğü) ve maddenin açısal momentumu da şekli etkiler.

Kara deliğin çekim kuvveti de birikim diskine ilişkin görüşümüzü bozar. Bu tür “ayna eğlencesi” distorsiyonu fotoğraf çekmeyi çok zorlaştırır. Görünen o ki, diskin gerçek şeklinin her iki görünümü de (EHT’nin orijinal dairesel görünümü veya NAOJ’nin uzatılmış görünümü) doğru olabilir.

Peki neden kara deliklere dair farklı görüşler var?

Ekipler aynı verileri kullanarak Yay A*’nın biraz farklı iki görünümüne nasıl ulaştı?

Miyoshi, “Hiçbir teleskop astronomik bir görüntüyü mükemmel bir şekilde yakalayamaz” dedi. EHT gözlemleri için, geniş çapta ilişkili teleskoplardan alınan interferometrik verilerin boşluklar içerebileceği ortaya çıktı. Verileri analiz ederken bilim adamlarının resmin tamamını oluşturmak için özel teknikler kullanması gerekiyor. EHT ekibinin yaptığı da budur ve sonuçta “yuvarlak kara delik” görüntüsü ortaya çıkmıştır.

Miyoshi’nin ekibi bulgularını açıklayan bir makale yayınladı. İçinde, 2022 EHT görüntüsündeki toroidal yapının, EHT verilerinin engebeli nokta yayılım fonksiyonunun (PSF) neden olduğu bir yapaylık olduğunu öne sürüyorlar.

PSF, bir görüntüleme sisteminin baktığı alandaki bir nokta kaynakla nasıl etkileşime girdiğini açıklar. Optiklerdeki kusurlardan (veya bu durumda interferometrik verilerdeki boşluklardan) ne kadar bulanıklığın kaynaklandığının ölçülmesine yardımcı olur. Başka bir deyişle boşlukları “doldurma” konusunda sorunlar yaşıyordu.

NAOJ ekibi verileri yeniden analiz etti ve veri boşluklarını doldurmak için farklı bir haritalama yöntemi kullandı. Bu, Sgr A* birikim diskinin uzatılmış bir şekliyle sonuçlandı.

Diskin yarısı daha parlaktır ve bunun, disk hızlı bir şekilde döndüğünden dolayı Doppler artışından kaynaklandığını öne sürmektedirler. Yeni analiz edilen veriler ve genişletilmiş görüntünün, diskin kara delikten birkaç Schwarzschild yarıçapı uzakta bulunan, çok hızlı dönen ve 40°-45°’lik bir açıdan görülebilen bir kısmını gösterdiğini öne sürüyorlar.

Sırada ne var?

Bu yeniden analiz, Sgr A* birikim diskinin gerçek şeklinin daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunacaktır. Görüntünün 2022’de yayınlanmasını sağlayan Sagittarius A*’nın EHT çalışması, kara deliği çevreleyen bölgeyi haritalamaya yönelik ilk ayrıntılı girişimdi.

the EHT Konsorsiyumu iyileştirmeler üzerinde çalışıyor Bunun ve diğer kara deliklerin daha iyi ve daha ayrıntılı interferometrik görüntülerini üretmek. Sonuçta bu daha doğru görüşlere yol açacaktır.

Takip çalışmaları, birikim diski gözlemlerindeki boşlukların doldurulmasına yardımcı olacaktır. Ayrıca kara deliği çevreleyen yakın çevreye ilişkin ayrıntılı çalışmaların, diskin içinde saklanan kara delik hakkında daha fazla ipucu vermesi bekleniyor.

Bu makale ilk olarak tarafından yayınlanmıştır. Bugün evren. Orijinal makaleyi okuyun.