Karadelikten Kurtulan Toz Bulutu

Tozlu gaz bulutu G2’ye ait şimdiye kadarki en iyi gözlemlere göre bulut Mayıs 2014’te Samanyolu’nun merkezindeki karadeliğe en yakın geçişini gerçekleştirdi ve kurtulmayı başardı. ESO’nun Çok Büyük Teleskopu ile alınan yeni sonuçlara göre nesnenin çok gerilmediği ve yoğun bir nesne olduğu görülüyor. Büyük olasılıkla etrafından halen madde toplayan büyük kütleli bir çekirdeğe sahip genç bir yıldız olabilir.

Samanyolu’nun merkezinde Güneş’ten dört milyon kez daha ağır süper-kütleli bir karadelik bulunuyor.Çevresinde küçük bir grup parlak yıldızın yanısıra geçtiğimiz birkaç yıldır takip edilen G2 adı verilen gizemli bir toz bulutu da bulunuyor. Karadeliğe en yakın geçiş olayının Mayıs 2014’te olacağı tahmin edilmişti.

Bu bölgedeki güçlü kütleçekiminden kaynaklanan büyük gel-git kuvvetlerinin bulutu parçalarına ayırarak yörüngesi boyunca dağıtacağı bekleniyordu. Bu maddenin bir kısmının karadeliği besleyerek ani bir parlamaya yol açması ve diğer kanıtlar canavarın seyrek görülen yemeğini gözler önüne serecekti. Bu eşsiz olayları gözlemek için gökada merkezindeki bölge birkaç yıl boyunca dünya genelindeki büyük teleskoplar kullanılarak birçok araştırma ekibi tarafından dikkatli bir şekilde gözlendi.

Andreas Eckart (Cologne Üniversitesi, Almanya) liderliğindeki bir ekip bölgeyi ESO’nun Çok Büyük Teleskop’unu (VLT) [1] kullanarak yıllardır gözlüyor, bu süre içerisinde Mayıs 2014’teki karadeliğe en yakın geçiş dönemini de içeren Şubat ile Eylül 2014 tarihleri arasındaki yeni gözlemler de yer alıyor.  Bu yeni gözlemlerin daha önce Hawaii’deki Keck Teleskopu ile gerçekleştirilen gözlemlerle uyumlu olduğu görülüyor [2].

Parlayan hidrojenden gelen kırmızı-ötesi ışık görüntüleri karadeliğin etrafında dolanan bulutun en yakın geçiş etkinliğinden önce ve sonra yoğun olarak kaldığını gösteriyor.      

VLT üzerindeki SINFONI keskin görüntüler elde etmesinin yanısıra gelen ışığı kırmızı-ötesi renk bileşenlerine de ayırarak  bulutun hızının tahmin edilebilmesini de sağlıyor [3]. En yakın geçişten önce, bulutun Yeryüzü’nden saatte yaklaşık on milyon kilometre hızla uzaklaştığı, ve karadelik etrafında dolandıktan sonra ise Yeryüzü’ne saatte yaklaşık oniki milyon kilometre hızla yaklaşmakta olduğu bulundu.  

Cologne Üniversitesi’nde (Almanya) doktora çalışması yapan ve gözlemlerin çoğunu gerçekleştiren Florian Peissker şunları söylüyor: “Teleskopun başında olmak ve alınan verileri gerçek zamanlı olarak görmek etkileyici bir deneyimdi,” ve alınan verileri inceleyen yine Cologne Üniversitesi’nden doktora-sonrası araştırmacı Monica Valencia-S ise şunları aktarıyor: “Karadeliğin etrafında dolanan toz bulutundan gelen ışığın yakın geçiş olayından önce ve sonra yoğunluğunu değiştirmediğini görmek heyecan vericiydi.”

Daha önce yapılan gözlemlerle G2 nesnesinin bir miktar gerildiği öngörülse de, yeni gözlemlere göre, bulut dikkate değer bir değişim geçirmedi, ne görünür bir genişleme ne de hız değişkenlerinde bir dağılım.  

SINFONI aygıtının gözlemlerine ilave olarak, araştırma ekibi ayrıca VLT üzerindeki NACO aygıtını kullanarak karadelik bölgesinden gelen ışığın kutuplanmasına ait uzun bir ölçüm serisi de gerçekleştirdi. Bu sayede karadeliğe doğru düşen madde davranışının oldukça dengeli olduğu — şimdiye kadar — ve G2 bulutundan kaynaklanan madde nedeniyle de bozulmadığı ortaya çıkarıldı.

Tozlu bulutun karadelik yakınlarındaki olağanüstü  kütleçekimsel gel-git kuvvetine karşı dayanıklılığı, aslında nesnenin serbest dolaşan bir buluttan ziyade, büyük kütleli bir çekirdeği olan yoğun bir nesne olduğunu ima ediyor.

Sonuçları özetleyen Andreas Eckart şunları söylüyor: “Elimizdeki en son verileri ve özellikle 2014 yılında gerçekleşen karadeliğe yakın geçiş olayını inceledik. Kaynakta herhangi bir gerilme göremedik. Kesinlikle merkezi olmayan bir bulut gibi davranmıyor. Tozla çevrili genç bir yıldız olması gerektiğini düşünüyoruz.”

Notlar
[1] Gözlem bölgesi kalın bulutlarla örtülü olduğu için bunlar oldukça zor gözlemler olup, kırmızı-ötesi ışıkta gözlem yapılması gereklidir. Ve ilave olarak, olay karadeliğe oldukça yakın olduğundan, yeterince keskin görüntüler için uyarlamalı optik teknolojisi gerektirmektedir. Araştırma ekibi Çok Büyük Teleskop üzerindeki SINFONI aygıtını ve NACO aygıtını kullanarak merkezdeki karadeliğin davranışlarını kutuplanmış ışıkla görüntülemiştir.

[2] Her iki VLT gözlemleri de daha keskindi (daha kısa dalgaboylarında gerçekleştirildiği için) ve SINFONI sayesinde ilave hız gözlemlerine ve NACO sayesinde kutuplanma  ölçümlerine sahipti.

[3] Tozlu bulutun göreceli hareketi nedeniyle — karadeliğe en yakın noktaya varmadan önce Yeryüzü’nden uzaklaşmakta, sonrasında ise yakınlaşmaktadır — ışığın gözlenen dalgaboyunda Doppler kayması nedeniyle değişimler olmaktadır. Dalgaboyundaki bu değişimler VLT üzerindeki SINFONI gibi duyarlı tayölçerler yardımıyla ölçülebilmektedir. Ayrıca buradaki bileşenlerin hız dağılımlarını ölçmek için de kullanılabilmektedir, bu da bulutun yörüngesi boyunca, daha önce rapor edildiği gibi, kayda değer ölçüde uzaması sonucunda beklenmektedir.

ESO