Qara dəlikdən heç nə qaça bilməz — potensial olaraq onun sirlərindən başqa.

Astrofiziklər Süd Yolunun mərkəzindəki supernəhəng qara dəlik olan Oxatan A* (Sgr A*) ətrafında S301 adlı unikal bir ulduzun fırlandığını aşkar ediblər. S301 Sgr A* ətrafında o qədər sıx fırlanır ki, ulduzun trayektoriyası qara dəliyin fırlanması ilə əyilməlidir. Bu gün Nature jurnalında dərc olunan məqalədə ətraflı şəkildə izah edilən bu kəşf tədqiqatçılara əvvəllər heç vaxt edilməmiş bir işi görməyə kömək edəcək: tək bir ulduzun hərəkətindən qara dəliyin fırlanmasını ayırd etmək.

Çilidəki Avropa Cənub Rəsədxanasının (ESO) Çox Böyük Teleskop İnterferometrində (VLTI) mürəkkəb alətlərdən istifadə edilərək tapılan S301, Süd Yolunda indiyə qədər müşahidə edilən ən sürətli ulduzdur. Sgr A*-a ən yaxın yaxınlaşmasında ulduz saniyədə 25.000 kilometrə çatır ki, bu da işıq sürətinin təxminən 8 faizinə bərabərdir. Bu sürətlə Nyu-York şəhərindən Los-Ancelesə təxminən altıda bir saniyəyə çatmaq olardı (əgər bir az pırtlaşıq görünməyə hazırsınızsa).

Çoxsaylı ağılsız fiziki paradoksları ortaya çıxarmaq kimi layiqli nüfuza malik olsalar da, qara dəliklərin kainatın ən sadə obyektlərindən biri olduğu və yalnız üç əsas xüsusiyyətə malik olduğu düşünülür: kütlə, yük və fırlanma. Astronomlar bəzi qara dəliklərin fırlanmalarını təxmin edə bilsələr də, uyğun bir zond olmadığı üçün bu fırlanmanı birbaşa ölçmək mümkün olmayıb. S301 bunu dəyişə bilər.

Almaniyanın Qarçinq şəhərindəki Maks Plank Yerdənkənar Fizika İnstitutunun (MPE) astrofizikçisi və tədqiqatın müəlliflərindən biri olan Stefan Gillessen deyir: “Təbiət bizə deyir ki, digər qara dəliklərlə müqayisədə bir addım aralıda qara dəliyin fırlanıb-fırlanmadığını birbaşa yoxlamaq üçün bir yol var”.

Prinsipcə, qara dəliyin spini olmasa da, elm adamları uzun müddətdir ki, praktikada onların hamısının – Sgr A* da daxil olmaqla – kainatdakı əksər hər şey kimi fırlandığını fərz edirlər. Fırlanan qara dəlik isə fəza-zamanı özü ilə birlikdə sürükləyir ( Lens-Thirring effekti kimi tanınan fenomen ) və ətrafdakı ulduzların orbitlərini dəyişdirir. Lakin bu təsir məsafə ilə mütənasib olaraq sürətlə zəifləyir: məsələn, iki dəfə uzaqlaşdıqda orbital forma səkkiz dəfə azalır. Hətta Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin əsas prinsiplərini sınaqdan keçirməyə imkan verəcək Sgr A*-a kifayət qədər yaxınlaşan bir ulduz olan S2 belə , qara dəliyin spinini ölçməyə imkan verəcək qədər yaxınlaşmır.

S301, Sgr A* ilə daha da yaxınlaşır. Cəmi 8,7 ildə qara dəliyin orbitini tamamlayır – qalaktik mərkəz ətrafında ölçülən ən qısa orbit. Ən yaxın nöqtəsində ulduz qara dəliyə Saturnun Günəşə yaxınlığı qədər yaxındır. Bu düzülüş ilk baxışdan klaustrofobik görünməyə bilər, amma Sgr A*-ın kütləsinin ulduzumuzun kütləsindən təxminən 4,3 milyon dəfə çox olduğunu nəzərə alsaq, bu, əsasən tüpürcək məsafəsidir.

Günəş sistemimizdən ayıran təxminən 26.000 işıq ili məsafəsində S301 kimi bir ulduz tapmaq, onu öyrənmək bir yana, heç də kiçik bir iş deyil və hətta ESO-nun qüdrətli VLTI-sini də həddinə çatdırdı. Tədqiqatın həmmüəllifi, MPE-də infraqırmızı və submillimetr astronomiya direktoru, Sgr A*-ın qabaqcıl tədqiqatlarına görə 2020-ci il Fizika üzrə Nobel mükafatı laureatı Reinhard Genzel deyir ki, VLTI ilə “biz dörd teleskopu birləşdiririk və üstəlik, hər biri üçün lazer bələdçi ulduzlarından istifadə edirik”. “Bu, çox böyük bir texnologiyadır, amma bu, bizə ulduzu əldə etməyə imkan verib, əks halda isə bunu edə bilməzsiniz.”

VLTI-də GRAVITY adlı bir alətlə komanda ilk dəfə S301-i 2023-cü ilin yazında aşkar etdi və o vaxtdan bəri onu izləyib (daha sonra GRAVITY-nin yeniləməsi olan GRAVITY+ istifadə edərək). 2017-ci ildən sonrakı arxiv müşahidələrinin təhlili də ulduzun əlamətlərini ortaya çıxardı. Tədqiqat qrupu S301-in bir vaxtlar bir-birinin ətrafında fırlanan iki ulduzdan biri olduğunu, Süd Yolunun nəhəng mərkəzi qara dəliyinə çox təhlükəli şəkildə yaxınlaşan bir cüt ulduz olduğunu irəli sürür. Yaxın qarşılaşma onları bir-birindən ayırdı. “Qarşılıqlı təsir ikili ulduzlardan birinə çox enerji verir və o, dərhal Süd Yolundan çıxır”, Genzel deyir. “İkinci ulduz enerjisini itirir və ilişib qalır.”

Genzel və həmkarları S301-in onlara evrika anı verməsini nə qədər istəsələr də, bu, dəqiq bir ehtimal deyil. Astronomlar qara dəliyin fırlanmasını sıfır (fırlanma yoxdur) ilə bir (mümkün maksimum fırlanma, işıq sürətinə yaxın) arasındakı istənilən dəyər kimi ölçürlər və tədqiqat SgrA*-nın fırlanmasının daha böyük həddə yaxınlaşacağını fərz edir.

“Əgər fırlanma vahiddirsə – ola biləcək maksimum dəyər – 0,3 olduqdan daha böyük bir siqnal alırsınız”, tədqiqatda iştirak etməyən, lakin komandanın hesablamalarını yoxlayan Kaliforniya Texnologiya İnstitutunun astrofiziki Kareem El-Badry qeyd edir. “10 və ya 15 ildən sonra fırlanmanı bildiyimizi düşünsək, təəccüblənmərəm”, o deyir. “Amma düşünmürəm ki, bu, yalnız bu ulduzdan gələcək. Bu, birdən çox məlumat dəstinin kombinasiyası olmalıdır.”

Corciya Texnologiya İnstitutunun astrofiziki, tədqiqat qrupunun üzvü olmayan, lakin onun işi ilə tanış olan Dimitrios Psaltis də bununla razılaşır. O deyir ki, gələcək uğur bu yeganə kəşfin hazırda ortaya qoyduğundan daha çox şeylə müəyyən ediləcək. Psaltis deyir ki, Sgr A*-ın fırlanmasını qəti şəkildə ölçmək üçün müşahidəçilər, ehtimal ki, onun yalnız “çox böyük bir fırlanma” deyil, həm də bu fırlanmanın “düzgün istiqamətə işarə etməsi”nə ehtiyac duyacaqlar. O zaman – və yalnız bundan sonra – “biz onu görə bilərik”.

Buna baxmayaraq, həm El-Badry, həm də Psaltis ümid edir ki, S301-ə yaxın və ya daha yaxın olan əlavə ulduzlar tapıla bilər və S301-in özü də təsadüfən Sgr A*-ın fırlanmasını aşkar etmək üçün uyğunlaşa bilər. Ulduzun qara dəliyə növbəti ən yaxın keçidi 2031-ci ildə baş verəcək. Və tezliklə daha da nəhəng aparatlar böyüyən ulduzu hədəfə alacaq: VLTI-dəki GRAVITY+-dan başqa, ESO-nun yaxınlaşan Son dərəcə Böyük Teleskopundakı MICADO cihazı da ulduzun növbəti onillikdə fırlanan orbital yolunu izləyəcək. Yeni tədqiqatın müəlliflərinin fikrincə, bu sonrakı iş S301-in trayektoriyasını Sgr A*-ın fırlanmasını nəhayət empirik həddə çatdırmaq üçün kifayət qədər məhdudlaşdıra bilər.

“Bəlkə də bunu edəcək ulduz bu olacaq”, deyə Psaltis bildirir. “Amma əgər belə deyilsə, bu, sadəcə sizə deyir ki, kifayət qədər dərinə və uzun müddət baxsanız, daha yaxın şeyləri tapacaqsınız. Və düşünürəm ki, hamımız bunu gözləyirik.”