gokyuzu.org

Hubble, Orta Kütleli Kara Delikler Hakkında En Güçlü Delili Buldu!

Keşfedilecek gizemlerle dolu olan evrende, kara delikleri hepimizi heyecanlandıran oluşumlar arasında saymamız mümkündür. Bilim insanları tarafından yürütülen çalışmalar sonucunda kara delikler hakkında birçok yeni bilgiler ortaya çıkartılıyor.

Orta kütleli kara delikler, kara delik evriminin uzun zamandır aranan kayıp parçalarıdır. Öncesinde bu sınıfa aday kara delikler olsa da, araştırmacılar yeni gözlemlerin bu zamana kadarki en büyük delil olduğunu düşünüyorlar. Güneşimizin 50.000 katı olan bu yeni kara delik, büyük galaksilerin merkezlerinde gördüğümüz süper kütleli kara deliklerden küçük (bu kara delikler milyonlarca veya milyarlarca Güneş kütlelidir); büyük kütleli yıldızların patlaması sonucu oluşan kara deliklerden ise büyüktür.

“Orta kütleli kara delikler bulunması zor cisimlerdir ve bu yüzden her aday için alternatif açıklamaları dikkatli bir şekilde değerlendirip elemek büyük önem taşır. Hubble’ın adayımıza yapmamızı sağladığı şey tam da budur.” diyor New Hampshire Üniversitesinden Danheng Lin, kendisi aynı zamanda çalışmanın başlıca araştırmacılarındandır.

Lin ve takımı, NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevinden ve Avrupa Uzay Ajansı’nın X-ışını Çoklu Ayna Misyonundan (XMM-Newton) gelen bilgileri takip etmek için Hubble’ı kullandı. 2006 yılında, bu yüksek enerji uyduları güçlü bir X-ışını ışıması tespit ettiler; fakat bu ışımanın kaynağının galaksimizin içinde mi yoksa dışında mı bulunduğu belli değildi. Araştırmacılar, ışımanın sebebini tıpkı kara delik gibi güçlü kütle çekimine sahip bir cismin çok yakınına gelen bir yıldızın parçalanmasına dayandırdılar.

“Detaylı X-ışını gözlemlerini eklemek toplam enerji çıktısını anlamamızı sağladı.” diyor takım üyesi Natalie Webb, Fransa Toulouse Üniversitesinden. “Bu sayede kara delik tarafından parçalanan yıldızın türünü anlayabiliyoruz.”

Şaşırtıcı şekilde, 3XMM J215022.4-055108 isimli X-ışını kaynağı herhangi bir galaksinin merkezinde değildi. Bu durum, süper kütleli bir kara delik bulma ihtimalini elerken, orta kütleli bir kara delik keşfedilmesi yönündeki umutları artırıyordu. Yine de bir sonuca ulaşmak için erkendi çünkü elenmesi gereken başka bir ihtimal vardı: galaksimizde bulunan ve soğumaya başlayan bir nötron yıldızı.

Hubble, kaynağın yerini net bir şekilde belirleyebilmek için ona doğru çevrildi. Derin ve yüksek çözünürlüklü görüntüleme, X-ışınlarının galaksimizde bulunan izole bir kaynaktan değil de başka bir galaksinin kenarlarında bulunan uzak, yoğun bir yıldız kümesinden geldiğini saptadı; tıpkı astronomların orta kütleli kara delik bulmayı bekledikleri türden bir yerde. Geçmişteki Hubble araştırmaları bir galaksi ne kadar büyükse merkezindeki kara deliğin de o kadar büyük olacağını ortaya koymuştu. Bu sebeple, X-ışını kaynağının bulunduğu yıldız kümesi, şu an ona ev sahipliği yapan büyük galaksinin kütle çekimi sonucu dağılan cüce bir galaksinin merkezinden geriye kalan bir parça olabilir.   

Orta kütleli kara delikler, süper kütleli kara deliklerden daha küçük ve daha az aktif oldukları için bulması zor kara deliklerdir. Ne çabucak erişebilecekleri yakıtları vardır ne de, X-ışını yaymaları ile sonuçlanacak olan, sürekli olarak yıldızları ya da diğer kozmik nesneleri çekmeye yetecek kadar güçlü kütle çekimleri. Dolayısıyla, astronomlar orta kütleli bir kara deliği saptayabilmek için onu, bu nadir de olsa, bir yıldızı yerken yakalamalılar.

Lin ve takım arkadaşları, yüz binlerce kaynak arasından bu orta kütleli kara delik adayı ile ilgili bir kanıt bulabilmek için XMM-Newton arşivlerini araştırdılar. Parçalanan yıldızdan yayılan X-ışınları astronomların kara deliğin kütlesini hesaplamalarını sağladı. Bu hesap, X-ışınının parlaklığına ve spektrum şekline bakılarak yapıldı.  

Bahsettiğimiz orta kütleli kara delik adayı, bu zamana kadar düşünülen muhtemel adaylardan ilki değil. 2009 yılında Hubble, NASA’nın Swift Gözlemevi ve ESA’nın XMM-Newton gözlemevi ile beraber, başka bir orta kütleli kara delik adayını saptamak için çalıştı. HLX-1 olarak adlandırılan bu aday, ESO 243-49 adlı bir galaksinin kenarlarında; yine cüce bir galaksinin merkezinden geriye kalmış olabilecek mavi yıldızlardan oluşan genç ve büyük bir yıldız kümesinde bulunuyordu. X-ışınları, bir kara delik etrafındaki toplanma diskinden gelirler. “Buradaki büyük fark cismimizin bir yıldızı parçalamasıdır. Bu durum onun HLX-1 gibi önceki adaylarda şüphelendiğimiz şekilde yıldız kaynaklı bir kara delik olması yerine orta kütleli bir kara delik olabileceği yönünde güçlü bir kanıt sunuyor.” diyor Lin.

Bu orta kütleli kara deliği bulmak, karanlık içinde henüz tespit edilememiş bir şekilde gizlenen ve açığa çıkmak için çok yakınından geçecek olan bir yıldızı bekleyen nicelerinin bulunma ihtimaline kapıyı aralıyor.

“Orta kütleli kara deliklerinin kökenini ve gelişimini araştırmak sonunda bize çok büyük galaksilerin merkezlerinde gördüğümüz süper kütleli kara deliklerin nasıl oluştuğu konusunda cevap verecektir.” diye ekliyor Webb.

Lin, takımının başarısını kanıtladığı metotları kullanarak, ayrıntılı çalışmalarını sürdürmeyi planlıyor. Geride cevaplanmayı bekleyen birçok soru var. Bir süper kütleli kara delik, orta kütleli kara delikten mi oluşuyor? Orta kütleli kara delikler nasıl oluşuyor? Yoğun yıldız kümeleri en çok bulundukları yer mi?

Kaynak:
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-finds-best-evidence-for-elusive-mid-sized-black-hole
https://sci.esa.int/web/hubble/-/hubble-finds-best-evidence-for-elusive-mid-size-black-hole-heic2005

Çeviri: İremnaz Yücel

NASA’nın Teleskobu Yaşanabilir Bölgede Bulunan En Kalabalık Dünya Benzeri Gezegen Grubunu Keşfetti

NASA’nın basın bülteninin İngilizce orijinaline buradan erişilebilir.

Çeviri: Doğuş Kaçmaz, Çağatay Kerem Dönmez, Mina Meşe, Ulaş Can Yazar

Bu illüstrasyon, TRAPPIST-1 sisteminde keşfedilen yeni gezegenlerden biri olan TRAPPIST-1f’nin olası yüzeyini göstermektedir. Spitzer Uzay Teleskobu’nu ve yer teleskoplarını kullanan bilim insanları, TRAPPIST-1 sisteminde Dünya boyutunda yedi adet gezegen bulunduğunu keşfettiler.
Telif: NASA/JPL-Caltech
Keşif hakkında daha fazla resim ve video için tıklayın

NASA’nın Spitzer Uzay Teleskobu ile yapılan çalışmalar sonucunda Güneş Sistemi’mizin dışında bulunan, tek bir yıldız etrafında dolanan, Dünya boyutlarında yedi adet gezegen keşfedildi. Teleskop ile yapılan detaylı araştırmalar sonucunda keşfedilen gezegenlerden üçünün yaşanabilir bölgede olduğu ve ana yıldız etrafındaki kayalık gezegenlerin bünyelerinde sıvı su barındırma ihtimallerinin çok yüksek olduğu belirtildi.

Yapılan bu keşif, Güneş Sistemi’mizin ötesinde tek bir ana yıldıza sahip başka bir sistemin yaşanabilir bölgesinde bulunan gezegen sayısına yeni bir rekor getirdi. Sistemdeki yedi gezegenin her birinin uygun atmosfer koşulları içerisinde sıvı halde suya sahip olabileceği ve bu olasılığın sistemin yaşanabilir bölgesinde bulunan üçü için daha da yüksek olduğu belirtiliyor.

NASA’nın Washington Bilim Misyon Müdürlüğü’nde yönetici olan Thomas Zurbuchen yapılan keşif için, “Bu keşif, gökadamızda yaşama elverişli olan bölgeleri bulmamızda çok önemli bir role sahip,” dedi. “Bizim önceliğimiz ‘Evrende yalnız mıyız?’ sorusuna yanıt bulabilmek; ve yaşanabilir bölgede yer alan bu denli fazla sayıda gezegen keşfetmek, amacımıza doğru giden yolda kayda değer bir seviyede ilerlememize yardımcı oluyor.”

NASA’nın Spitzer Uzay Teleskobu tarafından gözlemlenen, TRAPPIST-1 ismindeki küçük, aşırı soğuk cüce yıldızın etrafında turlayan Dünya boyutlarındaki yedi gezegen. Yedi gezegenden üçü yaşanabilir bölgede bulunuyor.
Telif: NASA
Bu videoyu YouTube üzerinden izlemek için tıklayın

Aşırı soğuk cüce yıldız TRAPPIST-1 ve etrafında turlayan Dünya boyutlarındaki yedi gezegen. Bu sanatçı tasviri, 23 Şubat 2017’de Nature dergisinin kapağında yer aldı.
Telif: NASA/JPL-Caltech
Tam boyutlu resmi ve açıklamaları görmek için tıklayın

Bulunan gezegen sistemi Kova takımyıldızında, bizden yaklaşık 40 ışık yılı (380 trilyon kilometre) uzaklıkta yer alıyor. Bulunan gezegenler Güneş Sistemi’miz dışında yer aldığından, onlara bilimsel olarak “ötegezegen” deniyor.

Bu ötegezegen sisteminin adı TRAPPIST-1 ve sistem adını Şili’deki “Geçiş Yapan Gezegen ve Gezegenimsiler Küçük Teleskobu”ndan (TRAPPIST) alıyor. 2016’nın mayıs ayında TRAPPIST’i kullanan araştırmacılar, sistemde üç gezegen keşfettiklerini duyurdular. Avrupa Güney Gözlemevi (ESO) de dahil olmak üzere yer tabanlı birkaç teleskoptan da yardım alınan çalışmada, Spitzer’dan alınan bilgiler gezegenlerin ikisinin varlığını doğruladı ve buna ek olarak beş farklı gezegen daha keşfetti. Böylece sistemdeki keşfedilmiş olan gezegen sayısı yediye yükselmiş oldu.

Araştırmanın yeni sonuçları çarşamba günü Nature dergisinde yayımlandı ve NASA’nın merkezi olan Washington’da düzenlenen kısa toplantıda duyuruldu.

Ekip, Spitzer’dan gelen veriler ışığında yedi gezegenin de boyutlarını hesapladılar ve altısının kütleleri hakkındaki ilk tahminlerde bulunarak, yoğunluklarının tahmini olarak hesaplanabilmesini sağladılar.

Yoğunluklarından yola çıkılarak tüm TRAPPIST-1 gezegenlerinin yerbenzeri, yani kayasal gezegenler oldukları düşünülüyor. Gelecek gözlemler bu ötegezegenlerin yalnızca su açısından zengin olup olmadığını değil, yüzeylerinde sıvı halde su bulunup bulunmadığına da karar vermemizi sağlayacak. Yedinci ve en uzaktaki gezegenin kütlesiyle ilgili henüz bir tahmin yok. Bilim insanları bu ötegezegenin buzlu, kar topu benzeri bir gezegen olduğuna inanıyorlar, fakat kesin bir şey söylemek için daha fazla gözleme ihtiyaç var.

“TRAPPIST-1’in yedi harikası, bu tür bir yıldızın etrafında dolandığı keşfedilen ilk Dünya boyutlu gezegenler,” diyor, makalenin baş yazarı ve Belçika’da bulunan Liege Üniversitesi’nin TRAPPIST ötegezegen araştırmasının baş araştırmacısı olan Michael Gillon. “Ayrıca bu, potansiyel olarak yaşam barındırabilecek Dünya büyüklüğündeki gezegenlerin atmosferlerini çalışmak için şimdiye kadarki en iyi hedef.”

Bir sanatçının tasviri, gezegenlerin büyüklük, kütle ve yörünge uzaklıklarının elde bulunan verilerine dayanarak TRAPPIST-1’in gezegenlerinin nasıl görünebileceğini gösteriyor.
Telif hakkı: NASA/JPL-Caltech
Tam boyutlu resim ve açıklamasını görmek için tıklayın

Güneş’imizin tersine, bir aşırı soğuk cüce olarak sınıflandırılmış TRAPPIST-1 yıldızı o kadar soğuk ki [Çeviri notu: O kadar “soğuk” ki, yıldızın yüzeyi sadece 2300 °C!], çok yakınında dolanan gezegenlerin yüzeyi sıvı su bulunduruyor olabilir. TRAPPIST-1’in yedi gezegeninin de yörüngeleri yıldızlarına, Merkür’ün yörüngesinin Güneş’e olduğundan daha yakın. Ayrıca, gezegenler de birbirlerine çok yakınlar. Eğer biri gezegenlerin birinin yüzeyinde durup göğe baksaydı, bazen göğümüzdeki Ay’dan bile büyük gözükecek komşu gezegenlerin jeolojik yapılarını veya bulutlarını görebilirdi.

Ayrıca, gezegenler yıldızlarına kütleçekimsel olarak kilitlenmiş, yani gezegenin hep aynı yüzü yıldıza bakıyor olabilir. Bu durumda gezegenlerin ön ve arka yüzleri sürekli gündüzü veya geceyi yaşamakta. Bu da gezegenlerin hava durumu örüntülerinin Dünya’nınkinden çok farklı olabileceği anlamına geliyor: gündüz tarafından gece tarafına doğru esen kuvvetli rüzgarlar ve aşırı sıcaklık değişimleri gibi.

Güneş’in etrafında turlayan Dünya’yı takip eden bir kızılötesi teleskop olan Spitzer, TRAPPIST-1’i çalışmak için birebir, çünkü yıldız insan gözünün görebileceğinden daha uzun bir dalgaboyuna sahip kızılötesi ışıkta en çok parlamakta. 2016 sonbaharında, Spitzer TRAPPIST-1’i durmadan neredeyse 500 saat boyunca gözlemledi. Spitzer, gezegenlerin yıldızlarının önünden yeterli sayıda geçişini gözlemleyip sistemin karmaşık yapısını ortaya çıkarmasını sağlayacak uygun bir yörüngede konumlanmış durumda. Mühendisler, beş yıllık faaliyetinin ardından planlandığı şekilde soğutucusu biten Spitzer’in, “sıcak görev” faaliyetleri sırasında gezegen geçişlerini gözlemleme yeteneğini en iyi duruma getirmişlerdi.

Pasadena, Kaliforniya’daki Caltech/IPAC’ta bulunan NASA’nın Spitzer Bilim Merkezi’nin müdürü Sean Carey, “Bu, 14 yıllık Spitzer faaliyetleri süresince gördüğüm en heyecan verici sonuç,” dedi. “Spitzer sonbaharda bu gezegenler hakkındaki bilgilerimizi iyileştirmek için çalışmalarına devam edecek, böylece James Webb Uzay Teleskobu da devamında çalışmaları sürdürebilir. Sistemin daha fazla gözlemlenmesi şüphesiz daha fazla sırrı açığa çıkaracak.”

Spitzer’ın keşfinin ardından NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu da yaşanabilir bölgede olan üç gezegen de dahil olmak üzere dört gezegen için gözlem başlattı. Bu gözlemler, gezegenlerin etrafında Neptün gibi gaz devlerinde olan hidrojen ağırlıklı, şişkin atmosferlerin varlığını keşfetmeyi amaçlıyor.

Bu 360 derecelik panorama yeni saptanan bir gezegenin, TRAPPIST 1-d’nin, yüzeyini tasvir ediyor. Gezegen yaklaşık 40 ışık yılı uzakta olan yedi gezegenlik bir sistemde bulunuyor. Farenizi ya da mobil cihazınızı kullanarak bir sanatçının yaptığı bu uzaylı gezegenin tasvirini keşfedin.
Telif: NASA
Bu 360 derecelik panoramayı YouTube’dan izleyin

Mayıs 2016’da Hubble takımı en içteki iki gezegeni inceledi ve böyle bir atmosfere ilişkin bir kanıt bulamadı. Bu da yıldıza en yakın olan gezegenlerin taşlı yapıda olması ihtimalini güçlendirdi.

Hubble çalışmasının yardımcı liderliğini ve Baltimore, Maryland’de bulunan Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nde (Space Telescope Science Institute) astronomluk yapan Nikole Lewis, ‘’TRAPPIST-1 sistemi önümüzdeki on yıl boyunca Dünya boyutlarındaki gezegenlerin etrafındaki atmosferi incelemek için en iyi şanslardan birini sunuyor.’’ şeklinde açıklama yaptı. NASA’nın gezegen avcısı Kepler uzay teleskobu da TRAPPIST-1 sistemini inceleyerek, önünden geçen gezegenler yüzünden yıldızın parlaklığındaki küçük değişiklikleri ölçüyor. K2 görevini yürüten uzay aracının gözlemleri, astronomların sistemde yeni gezegenler aramasına yardımcı olacağı gibi bilinen gezegenlerin özelliklerini de daha iyi anlamalarını sağlayacak. K2 gözlemleri martın başında sonuçlanacak ve halka açık bir arşivde yayınlanacak.

TRAPPIST-1’e bir yolculuğun nasıl olabileceğini gösteren bir poster.
Telif: NASA/JPL-Caltech
Tam boyutlu resmi görmek için tıklayın

Spitzer, Hubble ve Kepler uzay teleskopları, astronomların NASA’nın 2018’de fırlatılacak olan James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanacak devam çalışmalarını planlamalarında yardımcı olacak. Çok daha büyük hassasiyete sahip olan Webb, atmosferde bulunan su, metan, oksijen, ozon ve diğer bileşenlerin kimyasal parmak izlerini algılayabiliyor olacak. Webb ayrıca gezegenin yaşanabilirliğini belirlemek için gereken sıcaklığı ve yüzey basıncını da analiz edebilecek.

Spitzer Uzay Teleskobu görevini, NASA’nın Uzay Görevleri Müdürlüğü adına kurumun Pasadena, Kaliforniya’da bulunan Jet İtki Laboratuvarı yönetiyor. Bilimsel operasyonlar yine Pasadena, Kaliforniya’daki Caltech’te bulunan Spitzer Bilim Merkezi’nde yürütülüyor. Uzay aracı operasyonları Littleton, Kolorado’da bulunan Lockhead Martin Uzay Sistemleri Şirketi tarafından işletiliyor. Veriler Caltech/IPAC’te bulunan Kızılötesi Bilim Arşivi’nde depolanıyor. Caltech ayrıca NASA adına Jet İtki Laboratuvarı’ını yönetiyor.

Spitzer hakkında daha fazla bilgi için: https://www.nasa.gov/spitzer

TRAPPIST-1 sistemi hakkında daha fazla bilgi için: https://exoplanets.nasa.gov/trappist1

Ötegezegenler hakkında daha fazla bilgi için: https://www.nasa.gov/exoplanets