Eğer “patlama”, “muazzam ölçüde gücün ani ve kısa bir müddet içinde açığa çıkması” ise, cevap muhakkak “evet” olacak. İşin en hoş yanı da, kendilerini ya da yakın etraflarını patlatmaları çeşitli ve enteresan biçimlerde meydana geliyor. İşte Space.com‘ın kara deliklerin patlama hallerine yönelik hazırladığı yazı:
Hawking radyasyonu
Kara deliklerin patlayabilmesinin bir yolu var. Bunun ardındaki süreç, 1976 yılında ünlü astrofizikçi Stephen Hawking tarafından keşfedilen kara deliklerin büsbütün siyah olmaması gerçeğiyle ilgili.
Ohio Eyalet Üniversitesi’nde fizikçi olan Samir Mathur, Live Science’a gönderdiği e-postada, “Klasik fizikte delikten hiçbir şey çıkamaz. Fakat Hawking, kuantum mekaniği ile deliğin düşük güçlü radyasyon yayarak gücünü yavaşça sonsuza sızdırdığını buldu; buna Hawking radyasyonu deniyor” diye yazdı.
Bir kara delik yeni husus emmediği sürece, Hawking radyasyonu yayarken yavaş yavaş kütle kaybedecektir. Lakin Hawking radyasyonu yavaş yayılır. Güneş’in birkaç katı kütleye sahip olağan bir kara delik her yıl yaklaşık bir foton yayar. Bu oranda, tipik bir kara deliğin büsbütün buharlaşması 10^100 yıl sürer.
Ancak Hawking, daha küçük kara deliklerin çok daha süratli buharlaştığını fark etti. Bir kara delik küçüldükçe daha fazla radyasyon yayıyor. Hayatının son anlarında kara delik o kadar çok ve o kadar süratli radyasyon yayar ki, adeta bir bomba üzere davranarak yüksek güçlü radyasyon ve parçacıklardan oluşan bir sel salar.
Eğer cihanın çok erken periyotlarında küçük kara delikler (yaklaşık Dünya büyüklüğünde) oluşmuş olsaydı, buharlaşmaları birkaç milyar yıl sürerdi, yani bu “ilkel” kara delikler, şayet varsa, şu anda kainatın her yerinde patlıyor olurdu. Bugüne kadar gökbilimciler ilkel kara deliklerin patladığına dair rastgele bir delil bulamadılar, lakin bir gün bulma olasılıkları varlığını sürdürüyor.
Süperradyans
Kara delikler, döndükleri gerçeği sayesinde kozmosta diğer hiçbir yerde görülmeyen öbür bir patlama cinsiyle de patlarlar. Dönen kara delikler – nasıl çalıştıklarını birinci bulan Yeni Zelandalı matematikçi Roy Kerr‘in onuruna Kerr kara delikleri olarak da isimlendirilirler – olay ufuklarının etrafında bir ergosfer yaratırlar. Ergosfer, hiçbir şeyin hareketsiz kalamadığı uzatılmış bir uzay bölgesidir. Dönen kara deliğe hakikat düşen rastgele bir şey, parçacık ergosfere girdiğinde onun yörüngesinde dönmeye başlar.
Bir kara deliğin etrafında dönen uzay-zaman, fotonları da çekebilir. Gereğince foton varsa, birbirlerinden yahut dolaşan parçacıklardan sekebilirler. Bazen bu sekme, fotonların ergosferden kaçmasına neden olur. Lakin başka vakitlerde sekme, fotonların kara deliğe yanlışsız daha derine düşmesine ve burada güç kazanmasına yol açar. Daha sonra tekrar daha yüksek bir yörüngeye saçılabilirler ve sonra tekrar aşağı düşerler.
Sürecin her tekrarında ve kara deliğin etrafındaki her bir tıpta foton güç kazanır. Bu sürece “süperradyans” denir. Foton sonunda özgür kalırsa, seyahatine birinci başladığı vakte kıyasla muazzam ölçüde güce sahip olacaktır.
Sürece gereğince foton katılması halinde, hepsi birden inanılmaz bir güçle patlayarak “kara delik bombası” olarak bilinen şeye dönüşebilir. Kara deliğin kendisi patlamasa da, bu harika parlak tesir bir sefer daha kara deliklerin etraflarını ne kadar güçlü bir biçimde etkileyebileceğini gösteriyor.
Diskler ve jetler
Fotoğraf: NASA
Kara deliklerin patlamalara neden olmasının en yaygın yolu kendi kendilerini yok etmeleri değil, ezici çekim güçlerinin katıksız gücüdür. Muhteşem kütleli kara delikler galaksilerin merkezlerinde bulunur ve bazen yıldızlar üzere büyük husus kümeleri çok yakınlarından geçer. Bu olduğunda, yıldız gelgit tesiriyle kesimlere ayrılır ve bu parçalanma süreci, infilak edici bir güç patlamasına yol açar. Dünya’daki gökbilimciler bu güç salınımına X-ışını ve gama ışını radyasyonunun kısa lakin ağır bir parlaması olarak şahit olabilirler.
Yıldızları parçalamanın yanı sıra, bu dev kara delikler sıklıkla dev yığılma disklerinde daima olarak etraflarında dönen unsur yığınlarını toplarlar. Yığılma diskleri katrilyonlarca derece sıcaklığa ulaşarak onları kozmostaki en parlak objeler haline getirir, parlayan tek bir disk birebir anda bir milyondan fazla galaksiyi gölgede bırakabilir.
Diskler en güçlü hallerinde elektrik ve manyetik alanlar oluşturarak, disk materyalinin bir kısmını kara deliklerin etrafına ve on binlerce ışık yılına ulaşan uzun, ince jetler biçiminde dışarıya yönlendirir. Bu jetler teknik olarak patlama sayılmasa da, tekrar de epeyce ağırdırlar.
Eğer “patlama”, “muazzam ölçüde gücün ani ve kısa bir müddet içinde açığa çıkması” ise, cevap muhakkak “evet” olacak. İşin en hoş yanı da, kendilerini ya da yakın etraflarını patlatmaları çeşitli ve enteresan biçimlerde meydana geliyor. İşte Space.com‘ın kara deliklerin patlama hallerine yönelik hazırladığı yazı:
Hawking radyasyonu
Kara deliklerin patlayabilmesinin bir yolu var. Bunun ardındaki süreç, 1976 yılında ünlü astrofizikçi Stephen Hawking tarafından keşfedilen kara deliklerin büsbütün siyah olmaması gerçeğiyle ilgili.
Ohio Eyalet Üniversitesi’nde fizikçi olan Samir Mathur, Live Science’a gönderdiği e-postada, “Klasik fizikte delikten hiçbir şey çıkamaz. Fakat Hawking, kuantum mekaniği ile deliğin düşük güçlü radyasyon yayarak gücünü yavaşça sonsuza sızdırdığını buldu; buna Hawking radyasyonu deniyor” diye yazdı.
Bir kara delik yeni husus emmediği sürece, Hawking radyasyonu yayarken yavaş yavaş kütle kaybedecektir. Lakin Hawking radyasyonu yavaş yayılır. Güneş’in birkaç katı kütleye sahip olağan bir kara delik her yıl yaklaşık bir foton yayar. Bu oranda, tipik bir kara deliğin büsbütün buharlaşması 10^100 yıl sürer.
Ancak Hawking, daha küçük kara deliklerin çok daha süratli buharlaştığını fark etti. Bir kara delik küçüldükçe daha fazla radyasyon yayıyor. Hayatının son anlarında kara delik o kadar çok ve o kadar süratli radyasyon yayar ki, adeta bir bomba üzere davranarak yüksek güçlü radyasyon ve parçacıklardan oluşan bir sel salar.
Eğer cihanın çok erken periyotlarında küçük kara delikler (yaklaşık Dünya büyüklüğünde) oluşmuş olsaydı, buharlaşmaları birkaç milyar yıl sürerdi, yani bu “ilkel” kara delikler, şayet varsa, şu anda kainatın her yerinde patlıyor olurdu. Bugüne kadar gökbilimciler ilkel kara deliklerin patladığına dair rastgele bir delil bulamadılar, lakin bir gün bulma olasılıkları varlığını sürdürüyor.
Süperradyans
Kara delikler, döndükleri gerçeği sayesinde kozmosta diğer hiçbir yerde görülmeyen öbür bir patlama cinsiyle de patlarlar. Dönen kara delikler – nasıl çalıştıklarını birinci bulan Yeni Zelandalı matematikçi Roy Kerr‘in onuruna Kerr kara delikleri olarak da isimlendirilirler – olay ufuklarının etrafında bir ergosfer yaratırlar. Ergosfer, hiçbir şeyin hareketsiz kalamadığı uzatılmış bir uzay bölgesidir. Dönen kara deliğe hakikat düşen rastgele bir şey, parçacık ergosfere girdiğinde onun yörüngesinde dönmeye başlar.
Bir kara deliğin etrafında dönen uzay-zaman, fotonları da çekebilir. Gereğince foton varsa, birbirlerinden yahut dolaşan parçacıklardan sekebilirler. Bazen bu sekme, fotonların ergosferden kaçmasına neden olur. Lakin başka vakitlerde sekme, fotonların kara deliğe yanlışsız daha derine düşmesine ve burada güç kazanmasına yol açar. Daha sonra tekrar daha yüksek bir yörüngeye saçılabilirler ve sonra tekrar aşağı düşerler.
Sürecin her tekrarında ve kara deliğin etrafındaki her bir tıpta foton güç kazanır. Bu sürece “süperradyans” denir. Foton sonunda özgür kalırsa, seyahatine birinci başladığı vakte kıyasla muazzam ölçüde güce sahip olacaktır.
Sürece gereğince foton katılması halinde, hepsi birden inanılmaz bir güçle patlayarak “kara delik bombası” olarak bilinen şeye dönüşebilir. Kara deliğin kendisi patlamasa da, bu harika parlak tesir bir sefer daha kara deliklerin etraflarını ne kadar güçlü bir biçimde etkileyebileceğini gösteriyor.
Diskler ve jetler
Fotoğraf: NASA
Kara deliklerin patlamalara neden olmasının en yaygın yolu kendi kendilerini yok etmeleri değil, ezici çekim güçlerinin katıksız gücüdür. Muhteşem kütleli kara delikler galaksilerin merkezlerinde bulunur ve bazen yıldızlar üzere büyük husus kümeleri çok yakınlarından geçer. Bu olduğunda, yıldız gelgit tesiriyle kesimlere ayrılır ve bu parçalanma süreci, infilak edici bir güç patlamasına yol açar. Dünya’daki gökbilimciler bu güç salınımına X-ışını ve gama ışını radyasyonunun kısa lakin ağır bir parlaması olarak şahit olabilirler.
Yıldızları parçalamanın yanı sıra, bu dev kara delikler sıklıkla dev yığılma disklerinde daima olarak etraflarında dönen unsur yığınlarını toplarlar. Yığılma diskleri katrilyonlarca derece sıcaklığa ulaşarak onları kozmostaki en parlak objeler haline getirir, parlayan tek bir disk birebir anda bir milyondan fazla galaksiyi gölgede bırakabilir.
Diskler en güçlü hallerinde elektrik ve manyetik alanlar oluşturarak, disk materyalinin bir kısmını kara deliklerin etrafına ve on binlerce ışık yılına ulaşan uzun, ince jetler biçiminde dışarıya yönlendirir. Bu jetler teknik olarak patlama sayılmasa da, tekrar de epeyce ağırdırlar.
