Evrenin en karanlık cisimleri olarak bilinen kara delikler, aynı zamanda evrenin en parlak nesneleri arasında yer alıyor. Kavurucu gaz ve tozun kara deliğin içine doğru akarken oluşturduğu şiddetli parlaklık, bilim dünyasının uzun süredir üzerinde çalıştığı bir konu. New York’taki Simons Vakfı Flatiron Enstitüsü öncülüğündeki uluslararası bir araştırma ekibi, bu görsel şölenin arkasındaki fiziği açıklayan devrim niteliğinde bir simülasyon geliştirdi. The Astrophysical Journal’da yayımlanan çalışma, kara deliklerin etrafındaki radyasyon davranışını, basitleştirilmiş varsayımlar yerine doğrudan Albert Einstein’ın genel görelilik denklemleriyle modelliyor.
EINSTEIN’IN TEORİSİYLE IŞIĞIN HAREKETİ
Daha önceki modeller, radyasyonu gerçek davranışını yansıtmayan bir akışkan gibi ele alarak hesaplamaları basitleştirme yoluna gidiyordu. Ancak Lizhong Zhang liderliğindeki ekip, ışığın uzay-zaman bükülmesi içindeki hareketini ve maddeyle etkileşimini eksiksiz bir şekilde ele alan yeni algoritmalar geliştirdi.
Çalışmanın başyazarı Zhang, "Kara delik birikimindeki en önemli fiziksel süreçlerin doğru bir şekilde dahil edildiğinde neler olduğunu ilk kez görebildik. Simülasyonlarımız artık gökyüzünde görülen kara delik sistemlerinde dikkate değer ölçüde tutarlı davranışlar üretiyor. Bu sistemleri bir teleskopla değil, bir bilgisayar aracılığıyla 'gözlemlemeyi' başardık" ifadelerini kullandı.
WEBB TELESKOBU VE ‘KÜÇÜK KIRMIZI NOKTALAR’
Bulgular, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından erken evrende tespit edilen ve bilim insanlarını şaşırtan ‘Küçük Kırmızı Noktalar’ (LRD'ler) bilmecesine de ışık tutuyor.
Simülasyonlar, bu noktaların ilkel galaksilerin merkezinde yer alan ve "Süper Eddington birikimi" adı verilen bir süreçle aşırı miktarda madde tüketen kara delikler olabileceği teorisini destekliyor. Bu süreçte kara delikler, kütleçekim kuvvetinin içe doğru çekimiyle dengelenebilecek olandan çok daha fazla enerji yayıyor.
SÜPER BİLGİSAYARLARIN GÜCÜ: FRONTIER VE AURORA
Bu karmaşık hesaplamaları gerçekleştirmek için dünyanın en güçlü iki süper bilgisayarı olan Frontier ve Aurora kullanıldı. Saniyede bir kentilyon işlem yapabilen bu "eksaölçekli" bilgisayarlar, kara deliklerin etrafında dönen maddenin türbülanslı diskler oluşturmasını, güçlü rüzgarlar fırlatmasını ve manyetik alanlarla etkileşime girmesini modellemek için gereken devasa işlem gücünü sağladı.
Araştırma ekibi, geliştirdikleri modelin gözlemsel verilerden elde edilen ışık spektrumuyla son derece uyumlu olduğunu belirtti. Gelecekte bu simülasyonların, galaksilerin evrimini yönlendiren süper kütleli kara deliklerin anlaşılmasında ve James Webb'in yeni keşiflerinin yorumlanmasında kritik bir rol oynaması bekleniyor.
