Süper bilgisayarlar ilk kez modelledi. Kara deliklerin yakınında neler oluyor?

Bilim insanları, kara deliklerin sınır bölgelerinde olup bitenleri süper bilgisayarlar kullanarak ilk kez modellemeyi başardı. Yeni çalışma, şimdiye kadarki en ayrıntılı simülasyonları içeriyor.

Kara deliklerin sınır bölgeleri, son derece kaotik alanlar olarak kabul ediliyor. Bu bölgeler ani patlamalara yatkın, dengesiz yapılarıyla biliniyor.

Ancak uzayın bu en uç koşullarını doğru biçimde modellemek bugüne kadar büyük bir zorluktu. Aşırı fizik koşulları, matematiksel olarak son derece karmaşık hesaplamalar gerektiriyor.

ŞİMDİYE KADARKİ EN AYRINTILI SİMÜLASYON

ABD’deki Flatiron Institute öncülüğünde yürütülen yeni bir modelleme çalışması, yıldız kütleli kara deliklerin maddeyi hangi koşullarda yuttuğunu ve nasıl dışarı püskürttüğünü şimdiye kadarki en ayrıntılı simülasyonlarla ortaya koydu.

Araştırmanın en kritik yönü, önceki modellerde kullanılan basitleştirici varsayımlara başvurulmaması oldu.

Daha önce hesaplamaları mümkün kılmak için yapılan bu kısayollar, sonuçları önemli ölçüde etkileyebiliyordu. Yeni çalışmada ise çok daha karmaşık ve gerçekçi veriler kullanıldı.

GAZ, IŞIK VE MANYETİZMA BİR ARADA HESAPLANDI

Araştırma ekibi, iki güçlü süper bilgisayarı kullanarak kara deliklerin madde biriktirme akışlarına dair gözlemleri, dönüş hızları ve manyetik alan ölçümleriyle birleştirdi.

Böylece Güneş’ten yalnızca biraz daha büyük kara deliklerin çevresinde gazın, ışığın ve manyetik alanların nasıl hareket ettiğini betimleyen yeni bir model geliştirildi.

FARKLI KARA DELİK SİSTEMLERİNDE BENZER SONUÇLAR

Yeni simülasyonlar, farklı türde kara delik sistemlerine ait gözlemlerle de uyumlu sonuçlar verdi. Süper kütleli kara deliklerin ayrıntılı görüntüleri artık elde edilebilse de, daha küçük kara deliklerde yayılan ışığın dikkatle ayrıştırılması gerekiyor.

Araştırmacılara göre, yeterli miktarda madde çeken kara delikler, yoğun radyasyonu emen kalın diskler oluşturuyor. Bu enerji ise radyasyon yerine güçlü rüzgarlar ve jetler şeklinde dışarı salınıyor.

Simülasyonlar ayrıca, maddenin olağanüstü hızlarla içeri çekildiği dar bir “huni” yapısının oluştuğunu gösterdi. Bu yapı, yalnızca belirli ve elverişli bakış açılarından gözlemlenebilen yoğun bir radyasyon demeti yaratıyor.

EINSTEIN’IN GENEL GÖRELİLİĞİ DAHİL

Simülasyonlar, kütlelerin uzay ve zamanı nasıl büktüğünü tanımlayan Einstein’ın genel görelilik kuramını plazma gazının davranışı, manyetik alanlar ve ışığın maddeyle etkileşimini açıklayan ayrıntılı fizik modelleriyle birlikte ele alıyor.

Araştırma ekibi, simülasyonların Samanyolu’nun merkezindeki süper kütleli kara delik Sagittarius A dahil olmak üzere farklı türde kara deliklere de uygulanıp uygulanamayacağını test etmeyi planlıyor.