Dünyanın en güçlü süper bilgisayarlarıyla yapılan yeni simülasyonlar, kara deliklerin etrafında madde ve ışığın nasıl davrandığını, önceki modellerde kullanılan basitleştirici varsayımlar olmadan ortaya koydu.
KARA DELİKLERİN ZOR İNCELENEN YAPISI
Kara delikler, aşırı kütleleri ve çevrelerinde yarattıkları fiziksel koşullar nedeniyle evrendeki en zor incelenen yapılar arasında yer alıyor. Yıldızların ölümünden sonra ortaya çıkan bu kozmik yapılar, çevrelerindeki madde ve ışığı yutarak büyümeye devam ediyor. Ancak bu süreçte neler olduğunu anlamak bilim insanları için her zaman büyük bir zorluk teşkil etti.
YENİ SİMÜLASYON MODELİ GELİŞTİRİLDİ
Lizhong Zhang liderliğindeki araştırma ekibi, Flatiron Enstitüsü ve İleri Araştırmalar Enstitüsü’nde yürüttükleri çalışmada, Einstein’ın genel görelilik kuramını ve radyasyonun maddeyle etkileşimini tam olarak hesaba katan yeni bir simülasyon modeli geliştirdi. The Astrophysical Journal’da yayımlanan araştırmada, Güneş’in kütlesinin yaklaşık 10 katı büyüklüğündeki yıldızsal kütleli kara delikler incelendi. Zhang, “Bu sistemler son derece doğrusal olmayan yapıdadır. Herhangi bir basitleştirici varsayım, sonucu tamamen değiştirebilir,” dedi.
KARA DELİKLERİN YAKININDA NELER OLUYOR?
Araştırma ekibinin simülasyonları, kara deliklerin etrafında türbülanslı ve radyasyon bakımından zengin disklerin oluştuğunu gösterdi. Bu diskler, kara deliğe spiral şekilde akan maddenin yanı sıra güçlü rüzgârlar ve bazı durumlarda jetler oluşturuyor. Simülasyonlar, bu bölgelerin sanıldığı kadar düzensiz değil, belirli fiziksel dengelerle şekillendiğini ortaya koydu.
SÜPER BİLGİSAYARLARLA HESAPLAMALAR YAPILDI
Simülasyonlar için Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndaki Frontier ve Argonne Ulusal Laboratuvarı’ndaki Aurora süper bilgisayarları kullanıldı. Bu bilgisayarlar, saniyede bir kentilyon işlem yapabilme kapasitesine sahip. Flatiron Enstitüsü ve Princeton Üniversitesi’nden Christopher White ile Los Alamos Ulusal Laboratuvarı’nda görev yapan Patrick Mullen gibi uzmanların katkılarıyla geliştirilen yazılım, radyasyonun kütle çekimiyle bükülmüş uzay-zamanda nasıl hareket ettiğini hesaplayabildi.
BÜYÜK KATKI SAĞLAMASI BEKLENİYOR
İleri Araştırmalar Enstitüsü Doğa Bilimleri Fakültesi profesörü ve çalışmanın ortak yazarlarından James Stone, “Bu projeyi benzersiz kılan şey, bir yandan karmaşık sistemleri modelleyebilen yazılımı geliştirmek için harcanan zaman ve çaba, diğer yandan dünyanın en büyük süper bilgisayarlarında bu hesaplamaları gerçekleştirme imkânına sahip olmamız,” dedi. Araştırma ekibi, geliştirdikleri modelin süper kütleli kara delikler de dahil tüm kara delik türlerine uygulanabilirliğini test etmeyi planlıyor. Bu çalışmanın, galaksilerin evriminde merkezi rol oynayan süper kütleli kara deliklerin anlaşılmasına da önemli katkı sağlaması bekleniyor.
Araştırmacılar ayrıca son dönemde keşfedilen ve beklenenden daha az X-ışını yayan ’küçük kırmızı noktalar’ gibi gizemlerin çözülmesinde de bu simülasyonların yardımcı olabileceğini öngörüyor. Bu sayede astronomlar, teleskoplarla doğrudan görüntülenemeyen kara delikleri artık yayılan ışığın spektrumuna bakarak çok daha güvenilir biçimde yorumlayabilecek.
