eso2006tr — Bilim Bülteni

ESO Karadelik Etrafındaki Yıldızın Dansını Görüntüledi, Einstein Haklı Çıktı

16 Nisan 2020

ESO’nun Çok Büyük Teleskopu (VLT) ile yapılan gözlemler Samanyolu’nun merkezindeki karadeliğin etrafında dolanan bir yıldızın tıpkı Einstein’ın genel görelilik teorisinin tahmin ettiği şekilde hareket ettiğini ortaya çıkardı. Yörüngesi Newton’un çekim teorisi ile tahmin edildiği gibi bir elips değil, rozete benzer şekildedir. Bu çok sonra elde edilmiş olan sonuç neredeyse 30 yıldır arttırılan hassas ölçümlerin bir sonucu olup, bilim insanlarına gökadamızın merkezinde yer alan devin gizemlerini çözme imkanı vermiştir.

Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi’ne göre bir nesnenin diğeri etrafındaki bağlı yörüngeleri Newtoncu Çekimde olduğu gibi kapalı değildir ve hareket düzlemi boyunca ileriye doğru kayar. Bu ünlü etki – ilk kez Güneş’in etrafındaki Merkür gezegenin yörüngesinde görülmüştür – Genel Göreliliğin ilk ünlü kanıtıdır. Bir yüz yıl sonra şimdi biz de aynı etkiyi Samanyolu’nun merkezindeki yoğun radyo kaynağı Sagittarius A*’nın yörüngesindeki bir yıldızın hareketinde tespit ediyoruz. Bu gözlemsel gelişme Sagittarius A*’nın 4 milyon Güneş kütlesinde süper kütleli bir karadelik olması gerektiğine kanıtları güçlendirmektedir,” diyor bu sonuca ulaşmaya çalışan 30 yıllık çalışmaya liderlik eden, Almanya, Garching’teki Max Planck Yer-Ötesi Fiziği Müdürü Reinhard Genzel.   

Güneş’ten 26 000 ışık-yılı uzaklıktaki Sagittarius A* ve çevresindeki yoğun yıldız kümesi başka türlü keşfedilmesi mümkün olmayan kütleçekiminin uç halini temsil eden eşsiz bir fizik laboratuvarı sağlamaktadır. Bu yıldızlardan biri olan S2, karadeliğe doğru en yakın nokta olan 20 milyar kilometrelik uzaklığa (Yer-Güneş mesafesinin yüz yirmi katı) sürüklenmektedir ve bu sayede böyle büyük kütleli bir deve en yakın yıldızlardan biri haline gelmektedir. Karadeliğe en yakın noktada S2 ışık hızının yüzde üçü civarında bir hıza ulaşmakta ve bir  yörüngesini 16 yılda tamamlamaktadır. “Bu yıldızı yörüngesinde on beş yıldan uzun süredir takip ettikten sonra duyarlı gözlemlerimiz S2’nin Sagittarius A*’nın etrafındaki yolunda Schwarzchilde devinimi yaptığını net olarak tespit etmiştir,” diyor bugün Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlanan ölçüm sonuçlarını yürüten MPE’den Stefan Gillessen.

Çoğu yıldız ve gezegenin yörüngesi çembersel değildir ve bu nedenle etrafında dolandıkları nesneye yakınlaşıp uzaklaşırlar. S2’nin yörüngesi deviniyor, yani her turunda karadeliğe en yakın olduğu nokta yer değiştiriyor, aslında her dolandığı yörünge bir öncekine göre dönerek sonuçta rozet şekline dönüşüyor. Genel Görelilik bu yörünge değişiminin ne kadar olacağını tahmin edebiliyor, en son yapılan gözlemlerin ulaştığı sonuçlar ise teoriyle kesin bir uyum içinde. Schwarschild devinimi olarak bilinen bu etki daha önce bir süper kütleli karadeliğin etrafındaki bir yıldız için ölçülmemişti.

ESO’nun VLT’si ile yapılan çalışma aynı zamanda bilim insanlarının gökadamızın yakın çevresi hakkında daha çok şey öğrenmelerine yardım ediyor. “S2 ölçümleri Genel Göreliliği oldukça iyi takip ettiği için, Sagittarius A*’nın çevresine dağılmış karanlık madde ya da olası daha küçük karadelikler gibi görünmez maddelerin miktarına dair belirgin sınırlar koyabiliriz. Bu süper kütleli karadeliklerin oluşumu ve evrimini anlamak için ilgi çekici bir konu,” diyor projeye liderlik eden Fransız bilim insanları Guy Perrin ve Karine Perraut.

Bu sonuç Şili’deki Atacama Çölü’nde bulunan, zamanımızın en iyisi, bir dizi ESO VLT aygıtı kullanılarak, 27 yıldır sürdürülen S2 yıldızı gözlemlerinin toplamıdır. Yıldızın konumunu ve hızını ölçmek için alınan veri noktaları sayısı yeni araştırmanın hassasiyetini ve kusursuzluğunu ispat ediyor: ekip, GRAVITY, SINFONI ve NACO aygıtlarını kullanarak toplamda 330 ölçüm yapıyor. S2’nin süper kütleli karadeliğin etrafındaki turu yıllar adlığından, yıldızı otuz yıla yakın bir süre boyunca takip etmek ve yörünge hareketindeki karışıklığı ortaya çıkarmak oldukça önemliydi.

Araştırma MPE’den Frank Eisenhauer liderliğinde, Fransa, Portekiz, Almanya ve ESO’dan ortakların yer aldığı uluslararası bir ekiple yürütülmüştür. GRAVITY işbirliğini oluşturan ekibe, dört adet 8-metrelik VLT teleskopundan alınan ışığı birleştirerek süper bir teleskopa (130 metre çapında bir teleskopun çözünürlüğüne eşit) dönüştüren, VLT girişimölçeri için geliştirildikten sonra bu aytıgın ismi verilmiştir.  Aynı ekip Genel Görelilik tarafından tahmin edilen başka bir etkiyi 2018 yılında bildirmişti: yıldız Sagittarius A*’nın yakınından geçtiğinde S2’den alınan ışığın daha uzun dalgaboylarına doğru genişlediğini gördüler. “Önceki sonuçlarımız yıldızdan yayılan ışığın Genel Göreliliğin etkilerine maruz kaldığını gösterdi. Şimdi görüyoruz ki, yıldızın kendisi de bu etkileri hissediyor,” diyor GRAVITY projesinde yürütücü olan Portekiz Astrofizik ve Kütleçekim Merkezi’nden Paulo Garcia.

Ekip ESO’nun gelecekteki Aşırı Büyük Teleskopu ile süper kütleli karadeliğe daha da yakın yörüngelerdeki çok daha sönük yıldızları görebileceklerini düşünüyor. “Eğer şansımız varsa, kara deliğe daha da yakın, onun aslında dönüşünü hisseden yıldızları görebiliriz,” diyor Cologne Üniversitesi’nden başka bir proje yürütücüsü Andreas Eckart. Bunun anlamı gökbilimciler Sagittarius A*’yı karakterize eden iki bileşeni, dönme ve kütleyi ölçerek etrafındaki uzay ve zamanı tanımlayabilecekler. “Bu da yine göreliliğin tamamen başka boyuttaki bir testi olacak,” diyor Eckart.   

Daha fazla bilgi

Bu araştırma “Detection of the Schwarzschild precession in the orbit of the star S2 near the Galactic centre massive black hole” başlıklı bir makale olarak Astronomy & Astrophysics adlı dergide yayımlanmak üzere sunulmuştur.

GRAVITY İşbirliği ekibinde R. Abuter (European Southern Observatory, Garching, Germany [ESO]), A. Amorim (Universidade de Lisboa - Faculdade de Ciências, Portugal and Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Portugal [CENTRA]), M. Bauböck (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Germany [MPE]), J.P. Berger (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble, France [IPAG] and ESO), H. Bonnet (ESO), W. Brandner (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germany [MPIA]), V. Cardoso (CENTRA and CERN, Genève, Switzerland), Y. Clénet (Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université de Paris, Meudon, France [LESIA], P.T. de Zeeuw (Sterrewacht Leiden, Leiden University, The Netherlands and MPE), J. Dexter (Department of Astrophysical & Planetary Sciences, JILA, Duane Physics Bldg.,University of Colorado, Boulder, USA and MPE), A. Eckart (1st Institute of Physics, University of Cologne, Germany [Cologne] and Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Germany), F. Eisenhauer (MPE), N.M. Förster Schreiber (MPE), P. Garcia (Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Portugal and CENTRA), F. Gao (MPE), E. Gendron (LESIA), R. Genzel (MPE, Departments of Physics and Astronomy, Le Conte Hall, University of California, Berkeley, USA), S. Gillessen (MPE), M. Habibi (MPE), X. Haubois (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO Chile]), T. Henning (MPIA), S. Hippler (MPIA), M. Horrobin (Cologne), A. Jiménez-Rosales (MPE), L. Jochum (ESO Chile), L. Jocou (IPAG), A. Kaufer (ESO Chile), P. Kervella (LESIA), S. Lacour (LESIA), V. Lapeyrère (LESIA), J.-B. Le Bouquin (IPAG), P. Léna (LESIA), M. Nowak (Institute of Astronomy, Cambridge, UK and LESIA), T. Ott (MPE), T. Paumard (LESIA), K. Perraut (IPAG), G. Perrin (LESIA), O. Pfuhl (ESO, MPE), G. Rodríguez-Coira (LESIA), J. Shangguan (MPE), S. Scheithauer (MPIA), J. Stadler (MPE), O. Straub (MPE), C. Straubmeier (Cologne), E. Sturm (MPE), L.J. Tacconi (MPE), F. Vincent (LESIA), S. von Fellenberg (MPE), I. Waisberg (Department of Particle Physics & Astrophysics, Weizmann Institute of Science, Israel and MPE), F. Widmann (MPE), E. Wieprecht (MPE), E. Wiezorrek (MPE), J. Woillez (ESO) ve S. Yazici (MPE, Cologne) yer almaktadır.

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: arifscag@gmail.com

Reinhard Genzel
Director, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30000 3280
E-posta: genzel@mpe.mpg.de

Stefan Gillessen
Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30000 3839
Cep: +49 176 99 66 41 39
E-posta: ste@mpe.mpg.de

Frank Eisenhauer
Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30000 3563
Cep: +49 162 3105080
E-posta: eisenhau@mpe.mpg.de

Paulo Garcia
Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto and Centro de Astrofísica e Gravitação, IST, Universidade de Lisboa, Portugal
Porto, Portugal
Cep: +351 963235785
E-posta: pgarcia@fe.up.pt

Karine Perraut
IPAG of Université Grenoble Alpes/CNRS
Grenoble, France
E-posta: karine.perraut@univ-grenoble-alpes.fr

Guy Perrin
LESIA – Observatoire de Paris - PSL
Meudon, France
E-posta: guy.perrin@observatoiredeparis.psl.eu

Andreas Eckart
1st Institute of Physics, University of Cologne
Cologne, Germany
Tel: +49 221 470 3546
E-posta: eckart@ph1.uni-koeln.de

Bárbara Ferreira
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Cep: +49 151 241 664 00
E-posta: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso2006.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso2006tr
Adı:Sgr A*
Tür:Milky Way : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instruments:GRAVITY, NACO, SINFONI

Görüntüler

Artist’s impression of Schwarzschild precession
Artist’s impression of Schwarzschild precession
sadece İngilizce
Orbits of stars around black hole at the heart of the Milky Way
Orbits of stars around black hole at the heart of the Milky Way
sadece İngilizce
Wide-field view of the centre of the Milky Way
Wide-field view of the centre of the Milky Way
sadece İngilizce
Sagittarius A* in the constellation of Sagittarius
Sagittarius A* in the constellation of Sagittarius
sadece İngilizce

Videolar

ESOcast 219 Light: Star Dance Around Supermassive Black Hole
ESOcast 219 Light: Star Dance Around Supermassive Black Hole
sadece İngilizce
Artist’s animation of S2’s precession effect
Artist’s animation of S2’s precession effect
sadece İngilizce
Zooming in on the heart of the Milky Way
Zooming in on the heart of the Milky Way
sadece İngilizce
The star S2 makes a close approach to the black hole at the centre of the Milky Way
The star S2 makes a close approach to the black hole at the centre of the Milky Way
sadece İngilizce
Interview with Reinhard Genzel (in English)
Interview with Reinhard Genzel (in English)
sadece İngilizce
Interview with Reinhard Genzel (in German)
Interview with Reinhard Genzel (in German)
sadece İngilizce
Another artist’s impression of S2’s precession effect
Another artist’s impression of S2’s precession effect
sadece İngilizce

Ayrıca görüntüleyin...