Kara delikler başlıca, kütlesi büyük bir yıldızın çekirdeğinin bir süpernovanın ardından çökmesiyle veya evrenin ilk anlarının geride ultra yoğun madde cepleri bırakmasıyla oluşur. NASA ve ESA, çoğunlukla kütleyle tanımlanan dört sınıf tarif eder: yıldız kütleli, orta kütleli, süper kütleli ve ilksel (primordiyal). Bu nesnelerin belirleyici özelliği olay ufkudur: ışığın bile kaçamadığı bir sınır.
Bu sürüm, özgün metnin (English) makine çevirisidir. Özgün metni oku
NASA'ya göre kara delik, uzayda yer çekiminin öylesine kuvvetli olduğu bir bölgedir ki, olay ufku denen sınırı geçtikten sonra ışık dahil hiçbir şey kaçamaz. Uzayda tek yönlü bir yüzey olan bu tek özellik, bu nesneleri görünür boyutlarından ziyade fizikte bilinen en uç ortamlar yapan şeydir.
Bir kara delik nasıl oluşur
En iyi anlaşılan yol, yıldız çökmesidir. NASA, Güneş'in kütlesinin yaklaşık 20 katından fazla kütleye sahip yıldızların sonunda nükleer yakıtlarını tükettiğini açıklıyor; bunun ardından çekirdek içe doğru çökerken dış katmanlar bir süpernova patlamasıyla fırlatılır. Geride kalan sıkışmış çekirdek hâlâ kabaca üç Güneş kütlesinden fazlasını içeriyorsa, NASA bu çekirdeğin bir kara deliğe çökmesini durdurabilecek bilinen hiçbir kuvvet olmadığını belirtiyor.
ESA aynı mekanizmayı tarif ediyor: bu kütle eşiğinin üzerindeki bir yıldız çekirdeği yeterince küçük bir hacme sıkıştırıldığında, kendi yer çekimi diğer tüm fiziksel kuvvetleri alt eder ve nesne ışığın artık ondan kaçamayacağı noktaya kadar küçülmeye devam eder. NASA'ya göre kara delikler bundan sonra çevredeki gazı içine çekerek büyümeyi sürdürebilir; bu süreç birikim (accretion) olarak adlandırılır. ESA, tek başına birikimin bazı süper kütleli kara deliklerin evrenin tarihinde bu kadar erken nasıl bu kadar büyüdüğünü açıklamakta zorlandığını belirtiyor; bu da bilim insanlarının olası bir eksik halka olarak orta kütleli kara delikleri incelemesinin nedenlerinden biri.
Daha ayrı ve daha az netleşmiş bir fikir, evrenin en ilk anlarıyla ilgili. Bazı teoriler, ilksel kara deliklerin Büyük Patlama'dan kısa süre sonra ortaya çıkan aşırı koşullardan, hiçbir yıldız olmadan doğrudan oluşmuş olabileceğini öne sürüyor. ESA, Euclid misyonunun bu tür nesnelerin var olup olmadığını ve evrenin karanlık maddesinin bir bölümünü oluşturup oluşturamayacağını test etmeye yardımcı olabileceğini söylüyor.
Kütleye göre dört sınıf
NASA ve ESA, kara delikleri temel olarak içerdikleri kütle miktarına göre kategorilere ayırıyor; çünkü kütle boyutu, yer çekiminin gücünü ve oluşum yolunu belirliyor.
Kütleye göre kara delik sınıfları (NASA, ESA)
Sınıf
Tipik kütle (Güneş kütlesi)
Nasıl oluştuğu düşünülüyor
Yıldız kütleli
kabaca 3 ile birkaç düzine arası
Bir süpernovanın ardından büyük bir yıldızın çekirdeğinin çökmesi
Orta kütleli
yaklaşık 100 ile 10.000+ arası
NASA'ya göre bazı durumlarda şüphelenilse de nadiren doğrudan doğrulanıyor
Süper kütleli
100.000 ile milyarlarca arası
Kökeni tam olarak anlaşılamadı; NASA ve ESA'ya göre ev sahibi galaksileriyle birlikte büyüdüğü düşünülüyor
İlksel (varsayımsal)
geniş, doğrulanmamış aralık
Evrenin erken dönemine dayandığı varsayılıyor; ESA'nın Euclid misyonu tarafından olası bir karanlık madde adayı olarak inceleniyor
Onları uç nokta yapan şey
Kara delikleri diğerlerinden ayıran özellik olay ufkudur. NASA bunu, nesneden kurtulmak için gereken kaçış hızının ışık hızını aştığı nokta olarak tanımlıyor; böylece ışığın kendisi de dahil hiçbir şey geriye doğru geçemez. Işık kaçamadığı için kara deliklerin kendisi hiçbir ışık yaymaz; gökbilimcilerin saptadığı şey, bu sınırın hemen dışındaki maddenin parıltısıdır.
NASA'nın kara delik anatomisi tanımına göre bu parıltı, birikim diskinden gelir: yakındaki yıldızlardan veya gaz bulutlarından çekilip alınan madde, olay ufkuna yaklaştıkça spiral çizerek içe doğru hareket eder ve ısınır. Aktif şekilde beslenen süper kütleli kara deliklerin çevresinde, korona denen bu bölge yaklaşık bir milyar derece sıcaklığa ulaşır ve ışık hızına yaklaşan hızlarda hareket eden parçacıklarla yüksek enerjili X-ışınları üretir.
NASA'ya göre, tam merkezde genel görelilik bir tekillik öngörüyor; maddenin sonsuz yoğunluğa sıkıştırıldığı bir nokta. Burası, olay ufkunun ötesine düşen her şey için nihai varış noktası olarak tanımlanıyor; ancak fizikçiler burada mevcut yer çekimi teorilerinin çöktüğünü, orada gerçekte ne olduğuna dair tam olarak test edilmiş bir açıklama vermediğini belirtiyor.
Bir kara deliği doğrudan görmek
Kara delikler kendi ışıklarını yaymadığından, gökbilimciler onları doğrudan fotoğraflayamaz; bunun yerine bir kara deliğin çevresindeki parıldayan gaz üzerine düşürdüğü gölgeyi görüntülerler. EHT ortaklığının bir parçası olan Avrupa Güney Gözlemevi'ne (ESO) göre, çok uzun temel aralıklı girişim ölçümü (very-long-baseline interferometry) adlı bir teknikle birbirine bağlanan küresel bir radyo gözlemevleri ağı olan Olay Ufku Teleskobu (EHT), 2019'da süper kütleli kara delik M87*'nin ve 2022'de Samanyolu'nun kendi merkezi kara deliği olan Sagittarius A*'nın bu türden ilk görüntüsünü üretti.
ESO, Sagittarius A*'nın kütlesinin Güneş'in kütlesinin kabaca 4 milyon katı olduğunu ve Dünya'dan yaklaşık 27.000 ışık yılı uzaklıkta bulunduğunu belirtiyor; ancak bizim bakış açımızdan ESO onu, Ay'ın yüzeyine yerleştirilmiş bir çörekten daha büyük görünmediği şeklinde tanımlıyor. NASA ayrıca, 2019'da EHT tarafından görüntülenen M87*'nin 6 milyardan fazla Güneş kütlesine sahip olduğunu ve NASA'ya göre olay ufkunun güneş sistemindeki gezegenlerin çok ötesine uzanacağını bildiriyor.
Samanyolu'nun merkezindeki kara deliğe ait ilk doğrudan görsel kanıt.
— Event Horizon Telescope Collaboration, ESO aracılığıyla
ESO, bu türden görüntülerin bilim insanlarının bir kara deliğin sınırındaki uzay-zamanın davranışını doğrudan incelemesine olanak sağladığını belirtiyor; bu, genel görelilikin gözlem için mevcut en uç yer çekimi koşullarında test edilmesinin bir yolu.
Sorular
Bir yıldızdan kara delik oluşması için gereken minimum kütle nedir?
NASA'ya göre, çöken bir yıldız çekirdeği bir süpernovanın ardından Güneş'in kütlesinin kabaca üç katından fazlasını koruyorsa, onu bir kara deliğe çökmekten durdurabilecek bilinen hiçbir kuvvet yoktur.
Bir kara deliği gerçekten görebilir miyiz?
Doğrudan görülemez, çünkü kara delikten ışık kaçamaz. Teleskoplar bunun yerine, Olay Ufku Teleskobu'nun 2019'da M87* ve 2022'de Sagittarius A* için yaptığı gibi, ESO'ya göre parıldayan gazı ve üzerine düşen karanlık gölgeyi görüntüler.
Kaç tür kara delik vardır?
NASA ve ESA, kütleye dayalı dört sınıf tanımlıyor: yıldız kütleli, orta kütleli, süper kütleli ve evrenin erken dönemine dayandığı düşünülen varsayımsal ilksel kara delikler.
Samanyolu'nun merkezindeki kara delik ne kadar kütlelidir?
ESO, Sagittarius A*'nın kütlesinin Güneş'in kütlesinin yaklaşık 4 milyon katı olduğunu ve Dünya'dan kabaca 27.000 ışık yılı uzaklıkta bulunduğunu bildiriyor.
Bir kara deliğin merkezinde ne var?
NASA'ya göre genel görelilik bir tekillik öngörüyor; sonsuz yoğunluğa sahip bir nokta. Ancak burası, mevcut fiziksel teorilerin tam olarak test edilmediği bir yer.
Astronot eğitimi, eğitim, deneyim ve fiziksel uygunluk açısından yapılan bir seçim taramasıyla başlayan ve herhangi bir uçuştan önce yıllar süren yer eğitimine geçen, çok yıllı bir süreçtir. NASA ve Avrupa Uzay Ajansı'na (ESA) göre, adaylar uzay aracı sistemlerini öğrenir ve su altında uzay yürüyüşü pratiği yapar; ESA adayları ayrıca Rusça öğrenir, Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki (ISS) yaşam ise iş, egzersiz ve uyku içeren sabit bir günlük programa göre işler.
Kara delik, kütleçekiminin o kadar güçlü olduğu bir uzay bölgesidir ki, olay ufkunu geçtikten sonra ışık dahil hiçbir şey kaçamaz. Çoğu, kütleli bir yıldızın nükleer yakıtını tüketmesi ve çekirdeğinin çökmesiyle oluşur; süper kütleli türler ise galaksi merkezlerinde milyarlarca yıl boyunca büyür. Doğrudan görüntüler ve yerçekimi dalgası tespitleri, bunların varlığını doğrulamış ve Einstein'ın genel görelilik kuramını sınamıştır.
Ay'ın evreleri, Dünya'nın gölgesi yüzünden değil, Ay Dünya etrafında dönerken güneş ışığının yüzeyinin farklı bölümlerine çarpması yüzünden değişir; sinodik ay olarak adlandırılan bir tam evre döngüsü ortalama 29,5 gün sürer. Aynı Ay, okyanuslara da eşit olmayan bir yerçekimi kuvveti uygular ve bu da kabaca her 24 saat 50 dakikada bir iki yüksek gelgit ile iki alçak gelgit yaratır; Güneş ise ayda iki kez bu çekimi güçlendirir veya zayıflatır.
Hızlı radyo patlamaları (FRB'ler), uzak galaksilerden gelen milisaniye süren radyo enerjisi parlamalarıdır; ilk kez 2007'de tespit edilmişlerdir ve hâlâ tam olarak açıklanamamaktadır. Gökbilimcilerin MeerKAT teleskobu ve James Webb Uzay Teleskobu'nu kullanarak, Dünya'ya ulaşmak için 10 milyar yıldan fazla yol kat eden, şimdiye kadar bilinen en uzak FRB'yi tespit etmesinin ardından konuya olan ilgi arttı.
