Uzaybilimciler, galaksimizin merkezinde var olduğu düşünülen süper kütleli kara deliğin, Einstein’in genel rölativite teorisinin öngördüğü çekim özelliklerini gösterdiğini tespit etti.
Scientific Journal Astronomy ve Astrophisics dergisinde yayımlanan haber Avrupa Güney Gözlem Merkezi (ESO) tarafından açıklandı.
S2 olarak bilinen bir yıldızın yerini ve hızını takip eden gökbilimciler, Einstein’in öngördüğü çekim teorisini hareket halinde tespit etti.
Newton’un yerçekim kuvvetinin matematiksel tanımı 250 yıldır yürürlükte olmasına rağmen Einstein, yüzyıl önce uzay ve zamanı da katarak yerçekim anlayışını yeniden yazdı.
Evrende çoğu yerde, yerçekim alanlarının zayıf olduğu yerde Newton’un matematiği ile Einstein’ın görüşleri galaksiler, yıldızlar ve gezegenlerin hareketleri için benzer sonuçlar verdi.
Ancak, galaksinin çekim gücü artarken iki görüş arasında ince farklılıklar ortaya çıktığı görüldü.
Hatta, Einstein yerçekim gücü konusundaki görüşü üzerinde çalışırken Merkür’ün güneş etrafında dönmesi sırasında önemli değişiklikleri olduğunu fark etti.
Yirmi yılı aşkın bir süredir gökbilimciler, samanyolu galaksimizin merkezinde bulunup da görülmeyen bir süper kütlenin etrafındaki yıldızların yörüngelerinin çizimlerini yaptı. Yıldızları hareket halende tutmak için samanyolu galaksisinin merkezinde güneşin kütlesinden dört milyon kez daha büyük bir kütlenin bulunması gerekiyordu.
Bu kütle küçük bir hacimde yoğunlaşmıştı. Gökbilimciler için, böyle büyük bir canavar adayı bir kara delikti. Bu, Einstein’in çekim vizyonunun bir sonucu olarak var olduğu bilinen tamamen içe çökmüş bir kütle bölgesidir.
Takip edilecek yıldız
Galaksinin merkezindeki yıldızların hareketinden bir kara deliğin varlığı ortaya çıkınca, gökbilimciler bu yıldızların yörüngelerini takip ederek Einstein’in çekim teorisinin imzasını bulup bulamayacaklarını merak etti.
Çekim gücünün zayıfladığı yerde bulundukları için çoğu yıldız kara delikten takip edilmeyecek kadar uzaktı. Yörüngelerin hem Newton hem de Einsten’a uyması gerekiyordu.
Ancak, S2 yıldızının şaşırtıcı şekilde oldukça elips bir yörüngesi vardı. Bu yıldız, güneş sistemindeki Plüton’un yörüngesinden üç kat büyük yörüngesiyle, her 16 yılda bir kara deliğe 20 milyar kilometre yakın bir noktadan geçiyordu. Bu galaksi boyutuna göre çok kısa bir mesafeydi.
Gökbilimcilerin, S2 yıldızını doğru bir şekilde takip etmesi halinde kara deliğe en yakın yerde Newton ve Einstein’in çekim teorilerinin farkı belirgin olarak ortaya çıkacaktı.
Gökbilimciler bunun için Şili’de bir dağda 4 adet 8 metrelik devasa bir teleskobu kullandı.
Her bir teleskoptan gelen ışık, interferometry olarak bilinen bir teknikle büyük bir aynada birleştirildi. Bu görüntünün istenen seviyede detay elde edecek keskinliği sağladı.
Bir gökbilimci ekip Mayıs 2018’de S2 yıldızının kara deliğe en yakın geçecek durum için hazırlandı.
Yaydığı dalga boylarının küçük değişiklikleriyle S2 yıldızının hızındaki değişiklikler Doppler kayma tekniği kullanılarak gözlendi.
Yıldız kara deliğe yaklaştıkça Doppler değişiklikleri arttı ve nihayet Newton’un öngörüsüyle uyum gösterdi.
Ancak yıldız kara deliğe yaklaştıkça, hızı beklenenden 200 km/s daha çok arttı.
Yıldız kara deliğe en yakın yerden geçerken en yüksek çekim anında S2 yıldızı Einstein’in tahmin ettiği gibi hafifçe kızardı.
Bu fazladan hız hareketteki gerçek artıştan dolayı değildi. Yıldızdan çıkan ışık artan çekim gücüne karşı koyma durumunda kalırken başka bir etken oyuna girmişti.
Einstein’ın genel rölativite teorisine göre çekim alanında uzaklaşırken elektro manyetik radyasyonun dalga boyu uzar. Gravitational redshift denilen bu etkiyi Einstein yüzyıl önce tespit etmişti. Yıldızın ışığı daha uzun dalgalara yayılır. Daha kırmızı hale dönüşür. Bu dalga boyu değişikliği, S2 yıldızının kara deliğe yaklaşıp uzaklaştığı zaman gözlendi.
Bu yeni tespit ile kara delik araştırmasında yeni bir döneme girildiği kabul ediliyor. Einstein’in genel rölativite teorisi gittikçe daha kesin doğrulukta test edilmiş olacak.
Gökbilimciler, bu ölçümlerin Einstein’in genel rölativite teorisinde sapmalara yol açacak doğrulukta yapılacağını o zaman kadar Einstein’in teorisi uzay ve zaman teorisinin yürürlükte kalmaya devam edeceğini söylüyor.