Kara deliklerin sınır boyları, maddelerin sonsuz karanlığa çekildiği ama bu esnada dışarı saçılan kör edici radyasyonun ortalığı kasıp kavurduğu, evrenin en kaotik yerlerinden biri. Bilim dünyası bu bölgeleri genellikle dengesiz, her an devasa patlamalar veya madde fışkırmaları (jetler) yaşayabilecek alanlar olarak tanımlıyor.

Ancak bu dinamik olayları tahmin etmek, uzayın büküldüğü ve fizik kurallarının sınırlarının zorlandığı bu ortamı matematiksel olarak tarif etmek şimdiye kadar imkansıza yakındı. Ancak, ABD’deki Flatiron Enstitüsü araştırmacıları tarafından yürütülen yeni bir çalışma, süper bilgisayarları devreye sokarak yıldız kütleli kara deliklerin maddeyi nasıl yutup dışarı püskürttüğüne dair bugüne kadarki en detaylı simülasyonu hazırladı.

Bu çalışmayı benzerlerinden ayıran en önemli nokta, önceki modellerin hesaplama yapabilmek için kullandığı “basitleştirme” yöntemlerine başvurmaması. Araştırmacılar, karmaşık verileri olduğu gibi işleyerek kara deliklerin etrafındaki gazın, ışığın ve manyetik alanların gerçekte nasıl hareket ettiğini gösterdi. İki güçlü süper bilgisayarın kullanıldığı bu süreçte, Güneşimizden biraz daha büyük olan kara deliklerin dönüş hızı ve manyetik alan ölçümleri, gözlem verileriyle birleştirildi. Astrofizikçi Lizhong Zhang, ilk kez kara deliklerdeki fiziksel süreçleri bu kadar isabetli bir şekilde bir arada görebildiklerini belirterek, yapılan en küçük bir basitleştirmenin bile sonucun tamamen yanlış çıkmasına yol açabileceğine dikkat çekiyor.

Uzay - zamanın büküldüğü noktada ışığın yolculuğu

Yeni geliştirilen model, Einstein’ın kütlelerin uzay ve zamanı nasıl büktüğünü anlatan Genel Görelilik Teorisi ile plazma gazlarının ve manyetik alanların davranışlarını bir araya getiriyor. Araştırma ekibi, kara deliklerin etrafında biriken kalın madde disklerinin radyasyonu emdiğini ve bu enerjiyi rüzgarlar ya da jetler şeklinde dışarı saldığını kanıtladı. Simülasyonlar sırasında ortaya çıkan ilginç bir detay ise, maddeyi inanılmaz bir hızla yutan ve dışarıya sadece belirli açılardan görülebilen dar bir radyasyon hüzmesi fışkırtan huni şeklindeki bir yapı oldu. Bu karmaşık algoritma, ışığın (fotonların) bükülmüş uzay-zamandaki yayılımını gerçeğe en yakın şekilde yakalayan mevcut tek çözüm haline geldi.

Bu teknolojik atılım, gökbilimcilerin sadece küçük kara delikleri anlamasını sağlamıyor; aynı zamanda galaksimizin merkezindeki devasa kara delik olan Sagittarius A gibi daha büyük yapıların gizemini çözmek için de yeni bir kapı aralıyor. Araştırmacılar, bu modelin son dönemde keşfedilen ve beklendiğinden daha az X-ışını yayan gizemli "küçük kırmızı noktaların" sırrını çözebileceğini düşünüyor. Gelecekte bu simülasyonların süper kütleli kara deliklere de uygulanmasıyla, evrenin en karanlık noktalarındaki fiziksel kurallar çok daha net bir şekilde aydınlanacak gibi görünüyor.