eso1907tr — Bilim Bülteni

Gökbilimciler İlk Kez Bir Karadeliği Görüntüledi

ESO, ALMA ve APEX Messier 87 gökadasındaki dev karadelik gözlemlerine katkı sağladı

10 Nisan 2019

Sekiz yer-konuşlu radyo teleskoptan oluşan ve uluslararası işbirliği ile geliştirilen gezegen-ölçeğindeki Olay Ufku Teleskopu (EHT) karadelik gözlemleri için tasarlandı. Bugün dünya genelinde koordine edilen bir basın konferansı ile EHT araştırmacıları ilk kez bir süper-kütleli karadeliği ve gölgesini doğrudan gözlemeyi başardıklarını açıkladılar.

Bu gelişme bugün altı farklı makale ile Astrophysical Journal Letters adlı derginin özel sayısında duyuruldu. Görüntüler yakın gökada kümesi Virgo’da bulunan büyük kütleli gökada Messier 87’nin merkezindeki karadeliği gözler önüne seriyor [1]. Bu karadeliğin Yeryüzü’ne uzaklığı yaklaşık 55 milyon ışık-yılı olup kütlesi Güneş’in 6.5 milyar katıdır [2].

EHT sayesinde birbirine bağlı olarak çalışan teleskoplar Dünya-boyutlarında yapay bir teleskop meydana getirmektedirler [3]. Einstein’ın genel görelilik teorisinde tahmin edilen durumu yüz yıl sonra doğrulayan EHT, bilim insanlarına Evren’deki en sıradışı nesneleri yeni bir yöntemle araştırma fırsatı sunuyor [4].

Bir karadeliğin ilk fotoğrafını çektik,” diyor Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezi’nden proje yöneticisi Sheperd S. Doeleman. “Bu bilimsel olarak sıradışı bir çaba gerektiren 200’den fazla araştırmacıdan oluşan bir takım başarısıdır.

Devasa kütleye sahip karadelikler sıradışı kozmik nesneler olup, boyut olarak aşırı küçüktürler. Bu nesnelerin bulunduğu ortam, çevresini aşırı şekillerde etkilemektedir; uzayın bükülmesi ve çevredeki maddenin aşırı şekilde ısıtılması gibi.

Parlak bir bölgenin içindeyse, örneğin parıldayan bir gaz diski gibi, karadeliğin gölgeye benzer şekilde karanlık bir bölge yaratmasını bekliyoruz — şimdiye kadar görmediğimiz ancak Einstein’ın genel görelilik teorisiyle tahmin ettiği bir şey,” diye açıklıyor EHT Bilim Konseyi başkanı, Hollanda, Radboud Üniversitesi’nden Heino Falcke. “Kütleçekimsel eğrilik ve ışığın olay ufku tarafından yakalanması ile oluşan gölge, bu etkileyici nesnelerin doğası hakkında çok şeyi ortaya çıkarmakta olup, bu sayede M87’nin merkezindeki karadeliğin kütlesini ölçebilmemizi sağlamıştır.”

Çoklu kalibrasyon ve görüntüleme yöntemleri karanlık bir merkezi bölgeyi — karadeliğin gölgesi — çevreleyen halka-benzeri bir yapıyı ortaya çıkarmıştır ve sonuçlar bağımsız EHT gözlemleriyle doğrulanmıştır.

Gölgeyi görüntülediğimizden emin olduğumuzda, gözlemlerimizi, eğri uzayın fiziği, aşırı-ısıtılmış madde ve güçlü manyetik alanlar gibi fiziksel olayları içeren geniş bilgisayar modelleriyle karşılaştırabildik,” diyor Doğu Asya Gözlemevi Müdürü ve EHT Kurulu üyesi Paul T.P. Ho. “Gözlenen görüntünün çoğu özelliği teorik tahminlerle güzelce uyum sağlıyor, bu da gözlemleri yorumlamamızda bize güven veriyor, buna karadeliğin kütlesine dair tahminimiz de dahil[5].

"Bir teorisyen için teorinin gözlemlerle karşılaştırılması her zaman dramatik bir an olmuştur. Gözlemlerimizin tahminlerimizle oldukça iyi bir şekilde uyuştuğunu anlamak bize bir rahatlık ve gurur verdi," şeklinde yorumluyor EHT Kurulu üyesi, Almanya, Goethe Üniversitesi'nden Luciano Rezzolla.

EHT’yi meydana getirmek zorlu bir süreç gerektiriyordu, çünkü yüksek-rakımlara sahip farklı yerleşkelerde hali hazırda çalışır vaziyette olan sekiz teleskoptan dünya genelinde bir bağlantı oluşturmak ve bunları güncellemek gerekiyordu. Bu yerleşkeler arasında Hawai`i ve Meksika’daki volkanlar, Arizona ve İspanyol Sierre Nevada’daki dağlar, Şili’deki Atacama Çölü ve Antarktika yer almaktadır.

EHT gözlemleri çok-uzun-hat girişimölçümü (VLBI) adı verilen bir tekniği kullanmaktadır, bu teknikle dünya genelindeki teleskop tesisleri eş-zamanlı hale getirilerek, gezegenimizin kendi etrafındaki dönüşünden faydalanmakta ve bu sayede 1.3 mm dalgaboyunda Dünya-boyutlarında dev bir teleskopla gözlem yapma fırsatı vermektedir. VLBI sayesinde EHT 20 mikro-açı-saniyelik bir açısal çözünürlüğe ulaşabilmektedir — yani Paris’teki bir kafeden New York’taki bir gazeteyi okumaya yetecek kadar [6].

Bu sonuçlara katkı veren teleskoplar arasında ALMA, APEX, IRAM 30-metrelik teleskopu, James Clerk Maxwell Teleskopu, Büyük Milimetre Alfonso Serrano Teleskopu, Milimetre-altı Dizgesi, Milimetre-altı Teleskopu, ve Güney Kutbu Teleskopu yer almaktadır [7]. Teleskoplardan alınan ham verilerin oluşturduğu petabayt büyüklüğündeki dosyaların birleştirilme işlemi Max Planck Radyo Gökbilim Enstitüsü ve MIT Haystack Gözlemevi bünyesindeki aşırı özelleştirilmiş süper-bilgisayarlar sayesinde gerçekleştirilmiştir.

Avrupalı tesisler ve fon kaynakları dünya çapındaki bu çaba için kritik rol oymamıştır, özellikle gelişmiş Avrupalı teleskoplar ve Avrupa Araştırma Konseyi’nden BlackHoleCam projesi için temin edilen 14 milyon €’luk bütçe [8]. ESO, IRAM ve Max Planck Derneği’nin desteği yine kritik önemdedir. “Bu sonuç milimetre gökbilimindeki on yıllar süren Avrupalı deneyim üzerine inşa edilmiştir,” diye yorumluyor EHT Kurulu üyesi ve IRAM Direktörü Karl Schuster.

EHT’nin kurulumu ve bugün açıklanan gözlemler on yıllardır süren gözlemler ile teknik ve teorik çalışmaların zirve noktasını temsil etmektedir. Dünya genelindeki araştırmacıların yakın işbirliğinde yürütülen bu girişim küresel ekip çalışmasının bir örneğidir. EHT’yi meydana getirmek için on üç ortak enstitü hem hali hazırda var olan altyapıyı hem de değişik kurumlardan elde edilen desteği bir arada kullanmıştır. Ana fon kaynakları ise BD’den Ulusal Bilim Vakfı (NSF), AB’den Avrupa Araştırma Konseyi (ERC) ve Doğu Asya’dan fon kuruluşları olmuştur.

ESO Avrupayı temsil eden liderliği ve EHT’yi oluşturan teleskoplardan ikisi olan Şili’deki ALMA ve APEX’in çok önemli rolleri nedeniyle sonuçlara kayda değer anlamda katkı verdiği için oldukça memnun,” diyor ESO Genel Müdürü Xavier Barcons. “ALMA EHT’deki en duyarlı tesistir ve EHT’nin başarıya ulaşması için 66 yüksek-hassasiyetli anteni kritik bir rol oynamıştır.

Sadece bir nesil önce imkansız gibi görülen bir şeyi başardık,” diyor son olarak Doeleman. “Teknolojideki atılımlar, dünyanın en iyi radyo gözlemevleri arasındaki bağlantılar ve yenilikçi algoritmaların hepsi bir araya geldiğinde karadelikler ve olay ufku hakkında tamamen yeni bir pencere açıldı.

Notlar

[1] Bir karadeliğin gölgesi karadeliğin kendi görüntüsüne en çok yaklaşabileceğimiz şeydir, yani kendisinden ışığın bile kaçamadığı tamamen karanlık bir nesne. Karadeliğin sınırı — EHT’nin adını aldığı olay ufku — meydana getirdiği gölgeden 2.5 kat daha küçüktür ve sadece 40 milyar km genişliğindedir.

[2] Süper-kütleli karadelikler görece oldukça küçük astronomik nesnelerdir — bu da onların şimdiye kadar gözlenmesine imkan vermemiştir. Karadeliğin olay ufkunun boyutları kütlesi ile orantılı olduğundan, daha büyük kütleli bir karadeliğin gölgesi daha büyüktür. Devasa kütlesi ve yakınlığı nedeniyle M87’nin karadeliğinin Dünya’dan görülebilecek en büyüklerden biri olduğu tahmin edilmiştir, dolayısıyla EHT için mükemmel bir hedeftir.

[3] Her ne kadar teleskoplar fiziksel olarak bağlı değilseler de, elde ettikleri verileri atomik saatlerle eş-zamanlı hale getirebilmektedirler — hidrojen mazerleri — böyelikle gözlemlerini hassas bir şekilde zamanlayabilmektedirler. Bu gözlemler 2017 yılındaki küresel kampanya süresince 1.3 mm dalgaboyunda toplanmıştır. EHT’yi oluşturan her teleskop aşırı miktarda veri toplamış – günde yaklaşık 350 terabayt – ve bu veriler helyumla dolu yüksek performanslı hard disklerde depolanmıştır. Daha sonra bu veriler birleştirilmek üzere Max Planck Radyo Gökbilim Enstitüsü ve MIT Haystack Gözlemevi’nde bulunan özel olarak tasarlanmış, bağdaştırıcı olarak bilinen süperbilgisayarlara aktarılmıştır Son olarak birleştirilen veriler işbirliği ekibi tarafından titizlikle bilgisayar ortamında geliştirilen araçlarla bir görüntüye dönüştürülmüştür.

[4] 100 yıl önce, Afrika kıyılarındaki Principe Adası ve Brezilya’daki Sobral’da iki sefer düzenlenerek 1919 güneş tutulması gözlenmiştir. Bu seferler sayesinde Einstein’ın genel görelilik ile tahmin ettiği gibi yıldız ışığının güneşin kenarı boyunca kıvrılmasının test edilmesi amaçlanmıştır. Yapılan gözlemlere ek olarak, EHT bazı ekip üyelerini dünyanın en yüksek ve yalıtılmış radyo gözlem tesislerine göndererek bir kez daha kütleçekimi hakkındaki görüşlerimizi test etmiştir.

[5]EHT proje ortaklarından Doğu Asya Gözlemevi (EAO) Asya’daki çoğubölgeden katılımı temsil etmektedir, bunlar arasında Çin, Japonya, Kore,Tayvan, Vietnam, Tayland, Malezya, Hindistan ve Endonezya yeralmaktadır.  

[6] Gelecekteki EHT gözlemleri IRAM NOEMA Gözlemevi, Greenland Teleskopu ve Kitt Peak Teleskopu’nun da katılımıyla büyük ölçüde artan bir duyarlılığa sahip olacaktır.

[7] ALMA uluslararası bir gökbilim tesisidir ve Şili Cumhuriyeti ile işbirliğinde bir ESO, ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) ve Japonya Doğa Bilimleri Ulusal Enstitüleri (NINS) ortaklığıdır. ALMA Avrupa'da Üye Ülkeler adına ESO tarafından, NSF ile Kanada Ulusal Araştırma Vakfı (NRC) tarafından, Tayvan Ulusal Bilim Konseyi (NSC) ve Tayvan Sinica Akademisi (AS) tarafından, NINS ve Kore Gökbilim ve Uzay Bilimleri Enstitüsü (KASI) işbirliği ile finanse edilmektedir. APEX ESO tarafından, 30-metrelik teleskop IRAM tarafından (IRAM Ortaklık Kuruluşu içinde MPG (Almanya) CNRS (Fransa), ve IGN (İspanya) yer almaktadır.), James Clerk Maxwell Teleskopu EAO tarafından, Büyük Milimetre Alfonso Serrano Teleskopu INAOE ve Umass tarafından, Milimetre-altı Dizgesi SAO ve ASIAA tarafından ve Milimetre-altı Teleskopu da Arizona Radyo Gözlemevi (ARO) tarafından işletilmektedir. Güney Kutbu Teleskopu Chicago Üniversitesi tarafından, Arizona Üniversitesi’nden sağlanan özelleştirilmiş EHT aygıtı ile işletilmektedir.

[8] BlackHoleCam AB-finanslı astrofiziksel karadelikleri görüntülemek, ölçmek ve anlamak için yürütülen bir projedir. BlackHoleCam ve Olay Ufku Teleskopu’nun (EHT) ana hedefi yakın gökada M87 içindeki milyarlarca güneş kütlesindeki ve daha küçük kuzeni Samanyolu içindeki Sagittarius A* karadeliklerinin şimdiye kadarki ilk görüntülerini alabilmektir. Bu sayede uzay-zamanın şeklinin bir karadelik tarafından nasıl değiştirildiği aşırı hassas şekilde tanımlanabilmektedir.

 

Daha fazla bilgi

Bu araştırma The Astrophysical Journal Letters adlı derginin bugün yayımlanan özel sayısında altı farklı makale olarak sunulmuştur.

EHT işbirliğinde Afrika, Asya, Avrupa, Kuzey ve Güney Amerika’dan 200’den fazla araştırmacı yer almaktadır. Uluslararası işbirliği Dünya-boyutlarında yapay bir teleskop meydana getirerek şimdiye kadarki en ayrıntılı karadelik görüntülerini elde etmek üzerine çalışıyor. Hatırı sayılır uluslararası yatırımla desteklenen EHT var olan teleskopları yeni sistemler kullanarak birbirine bağlamakta ve temelde yeni bir aygıt oluşturmaktadır, bu sayede şimdiye kadar ulaşılabilen en yüksek açısal çözünürlüğü (görüntü netliği) sağlamaktadır.

Gözlem programına katılan tekil teleskoplar ve gözlemevleri şunlardır; ALMA, APEX, 30-metrelik teleskop, IRAM NOEMA Gözlemevi, James Clerk Maxwell Teleskopu (JCMT), Büyük Milimetre Teleskopu (LMT), Milimetre-altı Dizgesi (SMA), Milimetre-altı Teleskopu (SMT), Güney Kutbu Teleskopu (SPT), Kitt Peak Teleskopu ve Greenland Teleskopu (GLT).

EHT konsorsiyumunda 13 enstitü ve kurum yer almaktadır; Sinica Akademisi Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü, Arizona Üniversitesi, Chicago Üniversitesi, Doğu Asya Gözlemevi, Frankfurt Goethe Üniversitesi, MIT Haystack Gözlemevi, Japon Ulusal  Gökbilim Gözlemevi, Radyo-astronomi Milimetre Enstitüsü, Büyük Milimetre Teleskopu, Max Planck Radyo Gökbilim Enstitüsü, Perimeter Teorik Fizik Enstitüsü, Radboud Üniversitesi ve Smithsonian Astrofizik Gözlemevi.

Avrupa Güney Gözlemevi ESO, Avrupa'daki en önemli hükümetler-arası gökbilim kuruluşudur ve dünyanın en üretken gökbilim gözlemevidir. 16 Üye Ülke: Avusturya, Belçika, Çekya, Danimarka, Finlandiya, Fransa, Finlandiya, Almanya, İtalya, Hollanda, Polonya, Portekiz, İrlanda, İspanya, İsveç, İsviçre ve İngiltere ile ev sahibi Şili ve stratejik ortak Avustralya tarafından desteklenmektedir. Tasarıma, inşaya ve önemli bilimsel keşiflere olanak sağlayan güçlü yer tabanlı gözlem faaliyetlerine odaklanan iddialı bir program yürütmektedir. ESO ayrıca gökbilim araştırmalarında teşvik edici ve düzenleyici bir dayanışma konusunda öncü bir rol oynamaktadır. ESO Şili'nin Atacama Çölü bölgesinde benzeri olmayan üç adet birinci sınıf gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal'da dünyanın en gelişmiş optik gökbilim gözlemevi olan Çok Büyük Teleskop'u (Very Large Telescope), ve iki tarama teleskopu işletmektedir. Kırmızı ötesi gözlem teleskopu VISTA dünyanın en büyük tarama teleskopudur ve VLT tarama teleskopu (VST) ise sadece görünür ışıkta gökyüzünü taramak için tasarlanan dünyanın en büyük teleskopudur. ESO var olan en büyük gökbilim projesi ve devrimsel gökbilim teleskopu ALMA'nın ana ortağıdır. ESO şu anda Paranal civarındaki Cerro Armazones’te 39-metre çaplı "gökyüzünü izleyen dünyanın en büyük gözü" olacak Avrupa Aşırı Büyük Teleskopu, E-ELT'yi inşa etmektedir.

ESO Basın Bültenlerinin çevirileri ESO Bilim Toplum Ağı’nda (ESON) bulunan ESO üyesi ve diğer ülkelerdeki bilim toplum uzmanları ve bilim iletişimcileri tarafından gerçekleştirilmektedir. ESON Türkiye çeviri ekibinde Orta Doğu Teknik Üniversitesi (Ankara) ve Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi’nden (Mersin) uzman kişiler yer almaktadır.

Bağlantılar

İletişim

Arif Solmaz
Çağ Üniversitesi - Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi
Mersin, Türkiye
Tel: +90 324 651 48 00 (1315)
E-posta: arif.solmaz@gmail.com

Heino Falcke
Chair of the EHT Science Council, Radboud University
The Netherlands
Tel: +31 24 3652020
E-posta: h.falcke@astro.ru.nl

Luciano Rezzolla
EHT Board Member, Goethe Universität
Germany
Tel: +49 69 79847871
E-posta: rezzolla@itp.uni-frankfurt.de

Eduardo Ros
EHT Board Secretary, Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Germany
Tel: +49 22 8525125
E-posta: ros@mpifr.de

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
E-posta: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso1907.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso1907tr
Adı:M87*, Messier 87
Tür:Local Universe : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Atacama Pathfinder Experiment, Event Horizon Telescope

Görüntüler

First Image of a Black Hole
First Image of a Black Hole
sadece İngilizce
Messier 87 Captured by ESO’s Very Large Telescope
Messier 87 Captured by ESO’s Very Large Telescope
sadece İngilizce
Artist’s impression of the Black Hole at the heart of M87
Artist’s impression of the Black Hole at the heart of M87
sadece İngilizce
ALMA
ALMA
sadece İngilizce
APEX
APEX
sadece İngilizce
Simulation of a Supermassive Black Hole
Simulation of a Supermassive Black Hole
sadece İngilizce
Simulation of a Supermassive Black Hole
Simulation of a Supermassive Black Hole
sadece İngilizce
Anatomy of a Black Hole
Anatomy of a Black Hole
sadece İngilizce
Simulated Image of an Accreting Black Hole
Simulated Image of an Accreting Black Hole
sadece İngilizce
The EHT, a Planet-Scale Array
The EHT, a Planet-Scale Array
sadece İngilizce
Messier 87 in the Constellation of Virgo
Messier 87 in the Constellation of Virgo
sadece İngilizce
The Halo of Galaxy Messier 87
The Halo of Galaxy Messier 87
sadece İngilizce
Artist’s Impression of a Black Hole Environment
Artist’s Impression of a Black Hole Environment
sadece İngilizce
Photon Paths around a Black Hole
Photon Paths around a Black Hole
sadece İngilizce
Key Concepts in Interferometry
Key Concepts in Interferometry
sadece İngilizce
Locations of the EHT Telescopes
Locations of the EHT Telescopes
sadece İngilizce
In the Shadow of the Black Hole
In the Shadow of the Black Hole
sadece İngilizce
In the Shadow of the Black Hole (Landscape Poster)
In the Shadow of the Black Hole (Landscape Poster)
sadece İngilizce
In the Shadow of the Black Hole (Portrait Poster)
In the Shadow of the Black Hole (Portrait Poster)
sadece İngilizce
ALMA & APEX's Crucial Contribution to the EHT
ALMA & APEX's Crucial Contribution to the EHT
sadece İngilizce

Videolar

In the Shadow of the Black Hole
In the Shadow of the Black Hole
sadece İngilizce
ESOcast 199 Light: Astronomers Capture First Image of a Black Hole
ESOcast 199 Light: Astronomers Capture First Image of a Black Hole
sadece İngilizce
Zooming in to the Heart of Messier 87
Zooming in to the Heart of Messier 87
sadece İngilizce
Simulation of a Supermassive Black Hole
Simulation of a Supermassive Black Hole
sadece İngilizce
Artist’s impression of the Black Hole at the heart of M87
Artist’s impression of the Black Hole at the heart of M87
sadece İngilizce
Artist’s impression of the Black Hole at the heart of M87
Artist’s impression of the Black Hole at the heart of M87
sadece İngilizce
The EHT, a Planet-Scale Array
The EHT, a Planet-Scale Array
sadece İngilizce
Simulation of a Supermassive Black Hole (Fulldome)
Simulation of a Supermassive Black Hole (Fulldome)
sadece İngilizce
European Infrastructures in the Event Horizon Telescope
European Infrastructures in the Event Horizon Telescope
sadece İngilizce
Event Horizon Telescope Collaboration, B-roll: Interviews (part1)
Event Horizon Telescope Collaboration, B-roll: Interviews (part1)
sadece İngilizce
Event Horizon Telescope Collaboration, B-roll: Interviews (part2)
Event Horizon Telescope Collaboration, B-roll: Interviews (part2)
sadece İngilizce
Event Horizon Telescope Collaboration, B-roll: Scientists and Technology
Event Horizon Telescope Collaboration, B-roll: Scientists and Technology
sadece İngilizce
Exploring a Black Hole Environment
Exploring a Black Hole Environment
sadece İngilizce
Black Hole Magnetohydrodynamic Simulation
Black Hole Magnetohydrodynamic Simulation
sadece İngilizce

Ayrıca görüntüleyin...