Paul Sutter*
Evrende bulunması en sıkıntı kara delikler, büyük ya da küçük olanlar değil, orta büyüklükte olanlardır. Gökbilimcilerden oluşan bir grup, bu kara delikleri yakalamak için uzay-zamanda meydana gelen dalgalanmaları kullanan yeni bir metot geliştirdi.
Kara deliklerin bilinen iki genel çeşidi var. Büyüklüğü Güneş’in kütlesinin birkaç katı ile birkaç düzine katı ortasında değişen yıldız kütleli kara delikler mevcut. Ayrıyeten, üstün kütleli kara delikler de var; bu kara deliklerin kütleleri bir milyon Güneş kütlesinden 50 milyar Güneş kütlesine varıncaya dek çeşitlilik gösterir.
PEKİ YA ORTADA KALANLAR?
Gökbilimciler, Güneş’in birkaç bin katı kütleye sahip ‘ara kütleli kara delikler’ (IMBH) diye de bilinen bu iki uç nokta ortasında kalan birtakım kara delikler olabileceğini öne sürüyor.
Bununla birlikte, ortada bir sorun var: Onlarca yıldan bu yana bu kara delikleri arıyor olmamıza rağmen onları hâlâ bulabilmiş değiliz. Hâl böyleyken, arXiv.org isimli ön baskı sunucusu için bir makale yazan bir gökbilim grubu, kara deliklerin Samanyolu’nun merkezindeki hareketlerinden ötürü uzay-zamanda ortaya çıkan hassas dalgalanmaları kullanarak IMBH’leri avlamak için yeni bir usul önerdi.
SÜPER KÜTLELİLİĞE GİDEN YOLDA YALNIZCA BİR BASAMAK
Gökbilimciler umutsuz biçimde bir IMBH bulmak istiyor; çünkü bu keşif onların kara deliklerin oluşum tarihini bir ortaya getirmelerine yardım edecek. Şu an anladığımız kadarıyla, dev kara delikler şimdiki halleriyle ortaya çıkmadı. Daha fazla, sırf yıldız kütleli kara delikler olarak ortaya çıktılar. Akabinde, yüz milyonlarca yıl boyunca çok yakınlarında gezinen unsur kümelerini yok ettiler ve birebir vakitte birbirlerini bularak birleştiler ve süratle şu anki etkileyici boyutlarına ulaştılar. Bu hızlı büyüme, geride çok az IMBH’nin kalması gerektiğini ortaya koydu; zira kara deliğin sahip olduğu bu boyut, bir kara deliğin muhteşem kütleli olmaya yanlışsız giden yolunda yalnızca süreksiz bir basmağı temsil ediyor.
Diğer yandan, öteki kara delik oluşum modelleri, aslında IMBH’lerin sahiden de yaygın olabileceğini fakat saptanmasının sıkıntı olabileceğini gözler önüne serdi. Örneğin, galaktik çekirdekteki çok sıkışık şartlar, muhtemelen binlerce büyük lakin üstün kütleye sahip olmayan kara delik yaratmaya hazır hale gelmiş olabilir. Ne var ki galaksinin tam merkezinde bulunan harika kütleli kara delik görüş alanımıza hâkim olacağı için kelam konusu orta kütleli kara delikler gizleniyor olabilir.
KÜTLEÇEKİM DALGALARI SAYESİNDE BULUNACAKLAR
Yeni araştırmanın muharrirleri bu ihtimalleri test etmek maksadıyla, Avrupa Uzay Ajansı’nın 2037 yılında vazifeye almayı tasarladığı, planlanmış bir kütleçekim dalgası dedektörü olan Lazer İnterferometre Uzay Anteni’ni (LISA) kullanmayı umut ediyor. Gözlemevi, birinci kere Einstein’ın öngördüğü, uzay-zamandaki hassas dalgalanmalar olan kütleçekim dalgalarını Güneş Sistemi’nden geçtiği esnada saptayacak.
Lazer İnterferometre Kütleçekim Dalgası Gözlemevi (LIGO) ve Virgo üzere emsal yer bazlı gözlemevleri, yıldız kütleli kara deliklerin birleşmelerini saptama alanında hâlihazırda göz alıcı bir muvaffakiyete ulaştı; buna rağmen, bu araçlar, daha büyük rastgele bir şeyden yayılan sinyalleri saptamak için gereken frekanslara hassas değil.
LISA programı, Güneş’in yörüngesinde dönen ve ortalarındaki arayı daima gözetecek üç uydudan oluşacak. Bir kütleçekim dalgası yayıldığında, uydular, okyanusta yayılan bir gelgit dalgasını fark eden şamandıralar üzere besbelli bir izi kaydedecek.
GÖKBİLİMCİLERİN BİRAZ DA BAHTA MUHTAÇLIĞI OLACAK
Gökbilimcilerin IMBH’leri aramak için biraz da talihe gereksinimi olacak. Galaktik merkezde bulunan bir IMBH, daha küçük bir kara delik, bir nötron yıldızı ya da bir beyaz cüce üzere başıboş gezinen ağır bir cisim yakalarsa, yaşanacak süreç LISA’nın büyük ihtimalle saptayabileceği kütleçekim dalgaları yayar. IMBH’nin kendisi, merkezde bulunan muhteşem kütleli kara deliğin yörüngesinde döneceğinden, bu kütleçekim dalgaları, IMBH’nin hareketi sebebiyle, yanınızdan geçen bir ambulanstan yayılan sesteki artış ve azalma da olduğu üzere, bir ‘Doppler kaymasına’ maruz kalacaktır.
Şayet galaktik merkezimizde gereğince IMBH gizleniyorsa, bu sessiz yıkım faaliyetleri kütleçekim dalgalarında hassas imzalar bırakabilir. Öte yandan, önerilen sistem şimdi tamamlanmış olmaktan uzak: LISA, IMBH’leri sadece bin ile 100 bin Güneş kütlesi arasındalarsa saptayabilecek. Emin olmak için beklemek gerekecek ancak işe yarayabilir.
* SUNY Stony Brook Üniversitesi ve New York Flatiron Enstitüsü’nde astrofizik alanında araştırmacı profesör
Yazının yepyenisi Live Science sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)