Süper Kütleli Kara Deliklerin Çevresindeki Yörüngeler

Hemen hemen her galaksinin merkezinde, Güneşimizin kütlesinin milyarlarca katı olmasa bile milyonlarca ağırlığa sahip süper kütleli bir kara delik vardır. Eğer yeni bir makale doğruysa, bu devasa karadeliklerin bazılarının çevresinde, etkileşime giren ve birleşen çok sayıda daha küçük kara delik vardır.

Nature'da bildirildiği gibi, süper kütleli kara deliklerin etrafındaki ortam, GW190521 gibi yıldız büyüklüğündeki kara delik çarpışmaları için elverişli olabilir. Bu özel olay araştırmaya özgüydü çünkü daha önce hiç görülmemiş bir şekilde dairesel olmayan bir yörüngede (geometrik olarak eksantrik) birbirinin yörüngesinde dönen iki kara delik gösterdi.

Birleşme aynı zamanda bugüne kadarki en ağır ve potansiyel olarak hafif bir muadili olan ilk ve tam belirsizlik telaşı yarattı. Uluslararası ekip, süper kütleli kara deliklerin bu birleşmeleri daha olası kılmak için çok önemli olabileceğini savunuyor.

Oxford Üniversitesi'nden ortak yazar Profesör Bence Kocsis, "Bu ortamlarda kara deliklerin tipik hızı ve yoğunluğu o kadar yüksektir ki, dev bir bilardo oyununda olduğu gibi daha küçük kara delikler etrafta zıplar ve geniş dairesel çiftler var olamaz." dedi.

Ancak süper kütleli kara delik yeterli değildir. Bu kara deliklerin olağandışı birleşmesini kolaylaştıran iki önemli unsur daha vardır - özellikle de ilk kez bir birleşme değil, tekrarlanan bir birleşme olduğuna inandıkları için.

"Yeni araştırmalar, gaz diskinin zamanla merkeze ve birbirine daha da yakınlaşan daha küçük kara deliklerin yakalanmasında önemli bir rol oynadığını gösteriyor. Bu sadece onların buluşup çiftler oluşturduklarını değil, aynı zamanda böyle bir çiftin başka bir üçüncü kara delik ile etkileşime girebileceğini ve genellikle etrafta uçan üç kara deliğin kaotik bir tangoya yol açabileceğini ima ediyor.” diye ekledi Tohoku Üniversitesi'nden ortak yazar Hiromichi Tagawa.

Gazın dışında bir diğer önemli özellik de geometriydi. Ekip, çarpışmaları ilk başta üç boyutlu olarak düşündü, ancak tek bir etkileşim düzlemine indirdikten sonra, GW190521 gibi olaylara sahip olma olasılığının çok daha yüksek olduğunu keşfettiler.

Baş yazar Johan Samsing, “Ama sonra kara delik etkileşimleri bunun yerine iki boyutlu bir ortama daha yakın olan düz bir diskte gerçekleşirse ne olacağını düşünmeye başladık. Şaşırtıcı bir şekilde, bu sınırda, eksantrik bir birleşme oluşturma olasılığının 100 kat kadar arttığını gördük, bu da bu tür disklerdeki tüm kara delik birleşmelerinin yaklaşık yarısının muhtemelen eksantrik olmasına yol açıyor. Ve bu keşif, 2019'daki gözlemle inanılmaz derecede iyi uyuyor; bu, şu anda, bu kaynağın aksi takdirde olağanüstü özelliklerinin, süper kütleli bir siyahı çevreleyen düz bir gaz diskinde yaratılmışsa, yine o kadar garip olmadığı yönüne işaret ediyor.” şeklinde açıkladı.

Kara delikler kendi kozmik bilardo oyunlarını yaşıyor gibi görünüyor. Bunun gibi daha fazla olayın keşfi, yalnızca yer çekimi dalgalarını veya yıldız büyüklüğündeki kara delikleri değil, aynı zamanda süper kütleli kara deliklerin etrafındaki aşırı ortamı da anlamaya yardımcı olacaktır.

"Fakat Evrenimizde bu tür kara delikler nasıl ve nerede oluşur ve birleşir? Yakındaki yıldızlar çöktüğünde ve her ikisi de karadeliğe dönüştüğünde mi oluyor, yıldız kümelerinde yakın tesadüfi karşılaşmalar mı yoksa başka bir şey mi? Bunlar, Yer Çekimi Dalgası Astrofiziğinin yeni çağındaki kilit sorulardan bazılarıdır.” dedi Samsing.

 

Kaynak:

https://www.iflscience.com/space/orbits-around-supermassive-black-holes-might-be-like-a-giant-game-of-billiards/