Kara Delik Nedir?

Kara delik, yerçekiminin evrendeki en hızlı enerji olan ışığın bile uzayda kaçmasına izin vermeyen bölgedir. Kara deliklerde yer çekiminin bu kadar büyük olmasının sebebi ise maddenin çok küçük bir alana sıkıştırılmış olmasıdır. Kara delikleri anlamak için belli başlı kavramları bilmek gerekiyor.

Bunlardan öncelikle “Olay Ufku” kavramını açıklamak gerek. “Olay Ufku”, hiçbir şeyin (ışığın bile) kaçamayacağı bir kara deliğin etrafındaki uzay bölgesini tanımlayan sınırdır. Bunun dışında Schwarzschild Yarıçapı’nı da açıklayabiliriz. Schwarzschild Yarıçapı, dönmeyen bir kara deliği çevreleyen olay ufkunun yarıçapıdır. Yarıçapı bu yarıçaptan küçük olan her nesne bir kara delik olabilir. Örnek vermek istersek, yaşadığımız dünyanın kütlesini 8.87 milimetrelik yarıçaplı bir kütleye sıkıştırırsak bir kara delik elde ederiz.

Şu ana kadar popüler kültürde, okul kitaplarında bolca kara delik resimleri gördük. Ancak bu zamana kadar çekilmiş sadece bir adet kara delik fotoğrafı var. 10 Nisan 2019'dan önce gördüğümüz tüm kara delik fotoğrafları birer illüstrasyon. Peki ışığın bile kaçamadığı bir şeyin fotoğrafını nasıl çekebilirsiniz?

İlk Kara Delik Fotoğrafı Nasıl Çekildi?

Kara deliğin fotoğrafını çekmek için şu an kullandığımız teleskoplar çok küçük kalıyor. Gökbilimciler de buna karşılık olarak yaratıcı bir çözüm getirdiler. Event Horizon Telescope adını verdikleri teleskop ile Antarktika, İspanya, Şili, Amerika gibi belli yerlerdeki toplam 8 radyo teleskobunu eş zamanlayarak tek bir teleskop olarak kullandılar. Bu sayede pratikte dünya ebadında bir teleskoba sahip oldular. Bu teleskoplar birlikte çalışarak bize 55 milyar ışık yılı uzaklıktaki bir galakside bulunan kara deliği görme imkanı tanıdı.

-Çekilen ilk kara delik fotoğrafı

Tabi bu teleskopların farklı yerlerde aynı anda çalışması belli zorluklar yarattı. Öncelikle bahsedilen 8 teleskobun konumlarında havanın bulutsuz olması gerekli. Bunun yanı sıra toplanan veriler o kadar fazla ve farklı konumlardaydı ki, veriler hard diskler halinde uçaklarla işlenmek üzere tek bir konuma yollandı ve bu konumlardan birinin Antarktika olduğunu unutmamak gerek. Antarktika'dan gelen verilerin ulaşması 6 ay sürdü. Havanın bulutsuz olması dışında atmosferde bir sorun. Çünkü kullanılan dalgalar atmosfer tarafından soğurulabiliyor.

-Massachusetts Teknoloji Enstitüsü(MIT)'nden Katie Bouman ve kara delik verilerinin bulunduğu hard diskler.

Bu Fotoğraf Neden Bulanık?

Bu fotoğrafın neden bulanık olduğunu açıklamak aslında çok basit, çekilen kara delik çok uzakta. Peki neden bu kadar uzaktaki bir kara deliğin fotoğrafı çekildi? Sonuçta bizim galaksimizin merkezinde de kara delik var. Bunun iki sebebi var; öncelikle Sagittarius A, yani galaksimizin merkezindeki kara delik çekilen M87 galaksisinin kara deliğine göre küçük. Bunun yanı sıra Sagittarius A, M87 ye göre daha sönük bir kara delik. Dünyaya olan mesafelerini, aydınlanma seviyelerini ve boyutlarını göz önüne alarak bilim insanları M87 galaksisindeki kara deliği seçti. Kara deliğin bu kadar bulanık olması ise telefonunuzla aşırı uzakta bir objeyi çekerken bulanık çıkması ile aynı sebep, objenin kamera sensöründe çok az yer kaplaması. Çekilen kara delik güneşimizin 6,500,000,000 katı kütlesinde ancak uzaklığından dolayı bulanık olarak  görebiliyoruz. Referans olarak galaksimizin merkezindeki kara delik güneşimizin sadece 4,000,000 kat kütlesine sahip.

-Antartika da bulunan Güney Kutbu Teleskobu.

Ne zaman Karadeliklerin Daha Yüksek Kaliteli Fotoğraflarını Görebiliriz?

Bilim insanları Event Horizon'ı sadece M87'ye bakmak için değil, galaksimizin merkezindeki kara deliğe bakmak için de kullanıyorlar. Her ne kadar daha fotoğrafı çıkmamış olsa da yakın gelecekte galaksimizin merkezindeki kara deliği de göreceğiz. Kara deliklerin daha net fotoğrafını çekmemiz için daha büyük teleskoplara ihtiyacımız var. Aynı zamanda dünyanın etrafındaki uyduları kullanmak, atmosferin soğurma problemini önleyeceği için bize daha net veriler verebilir. Bu bilgiler doğrultusunda yakın gelecekte daha net kara delik fotoğrafları görmemiz muhtemel.

Kaynakça:

https://www.nasa.gov/audience/forstudents/k-4/stories/nasa-knows/what-is-a-black-hole-k4.html

https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/B/Black+Hole

https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/S/Schwarzschild+Radius

https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/E/Event+Horizon

https://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/black_hole_description.html

https://www.jpl.nasa.gov/edu/news/2019/4/19/how-scientists-captured-the-first-image-of-a-black-hole/

https://www.space.com/black-hole-photography-event-horizon-telescope-future.html

https://www.sciencealert.com/scientists-just-published-plans-for-an-even-better-black-hole-image

https://interestingengineering.com/how-was-the-first-picture-of-a-black-hole-taken