Samanyolu’nun en hızlı yıldızı S301, kara deliğin dönüşünü ölçebilecek ilk yıldız

Samanyolu’nun merkezindeki kara deliğe bu kadar hızlı ve bu kadar yakın yörünge çizen başka bir nesne hiç gözlemlenmemişti. Avrupalı Güney Gözlemevi’nin (ESO) GRAVITY+ interferometresi aracılığıyla Ekstraterrestriyel Fizik Max Planck Enstitüsü’ndeki bir ekip tarafından keşfedilen S301 adlı yıldız, Sagittarius A*’ya saniyede 25.000 km hızla — ışık hızının yüzde 8’i — yaklaşıyor. Yıldızın en yakın geçiş mesafesi 1,78 milyar kilometre: Güneş ile Satürn arasındaki uzaklığa yakın.

S301’i diğer hızlı yıldızlardan ayıran şey yalnızca hızı değil, bu hızın beraberinde getirdiği bilimsel fırsattır. Bu kadar yakın bir yörüngede dönen bir yıldız, Einstein’ın genel görelilik kuramının öngördüğü çerçeve sürükleme etkisini — Lense-Thirring etkisi olarak da bilinir — yani dönen kara deliğin uzayı kendisiyle birlikte sürükleme olgusunu doğrudan hissetmektedir. Bu etki, gözlemler birikmesiyle Sagittarius A*’nın ne kadar hızlı döndüğünü ilk kez ölçme imkânı sunabilir.

Makale baş yazarı ve Max Planck Enstitüsü araştırmacısı Felix Mang, “Bu yıldız sayesinde önümüzdeki 10 yıl içinde kara deliğin dönüşünü ölçmeyi umuyoruz” dedi. Sagittarius A*’nın dönüş hızına ilişkin şu an için doğrudan hiçbir ölçüm mevcut değil. S301 bu boşluğu kapatabilir.

Önerilen okumaÇıplak köstebek faresinden gen alan fareler %4,4 daha uzun yaşadı, iltihap daha azdı

## S yıldızları arasında yeni bir sınıf

Sagittarius A*, onlarca yıldır takip edilen S yıldızları adı verilen hızlı yıldızlardan oluşan bir küme tarafından çevrilmektedir. Bu yıldızlardan en çok incelenen S2, 16 yılda bir yörünge tamamlayarak en yakın geçişinde yaklaşık 7.650 km/s hıza ulaşıyor — ışık hızının yüzde 2,5’ine denk geliyor. S2’nin kara deliğe en yakın geçiş mesafesi ise yaklaşık 100 astronomik birim.

S301 yörüngesini yalnızca 8,7 yılda tamamlıyor ve en yakın noktada S2’den üç kat daha hızlı hareket ediyor. Üstelik Sagittarius A*’ya yaklaşık 12 astronomik birim mesafeye kadar yaklaşıyor — şimdiye dek bilinen herhangi bir S yıldızından sekiz kat daha yakın. Bu mesafede genel görelilik etkileri yalnızca var olmakla kalmıyor; yıldan yıla ölçülebilecek bir hızda birikerek yörüngede iz bırakıyor.

Keşif, ESO’nun Şili’deki Paranal Gözlemevi’nde yer alan ve dört adet 8,2 metrelik teleskopun ışığını birleştiren GRAVITY+ interferometresi ile yapıldı. Bu cihaz, galaktik merkezdeki yoğun ve toz bulutlarıyla kaplı yıldız kümesindeki tek tek yıldızları birbirinden ayırt edecek açısal çözünürlüğü sağlıyor. Ekip, S301’in konumunu birden fazla gözlem döneminde takip ederek tam yörüngesini yeniden oluşturdu.

## Dönüş neden önemli

Sagittarius A*’nın kütlesi — 4 milyon güneş kütlesi — S2 ve diğer S yıldızlarının yörüngeleri aracılığıyla yıllar önce belirlendi. Bu çalışma, Reinhard Genzel ve Andrea Ghez’e 2020 Nobel Fizik Ödülü’nü kazandırdı. Ancak kütle, bir kara deliğin yalnızca bir özelliğidir. Dönen kara delikleri tanımlayan Kerr çözümüne göre dönüş açısal momentum, uzay zamanının yerel geometrisini kütlenin tek başına belirleyebileceğinden farklı biçimde şekillendiriyor.

Sagittarius A*’nın ne kadar hızlı döndüğü ve hangi yönde döndüğü, olay ufkunun yapısını ve yakınındaki her şeyin yörüngesini doğrudan belirliyor. Dolaylı yöntemlerden elde edilen tahminler — 2022 yılında Olay Ufku Teleskobu’nun gözlemlediği akış diski emisyonunun modellenmesi — dönüşün muhtemelen orta hızda gerçekleştiğine işaret ediyor, ancak belirsizlik geniş bir aralığı kapsıyor. S301’in yörünge presesyonundan yapılacak bir ölçüm, bu belirsizliği ilk kez doğrudan giderme fırsatı sunuyor.

Lense-Thirring etkisi, dönen bir cismin çevresindeki bir yıldızın yörünge düzleminin — kara deliğin dönüş hızına bağlı bir oranda — yavaş yavaş döndüğü bir presesyona yol açar. GRAVITY+ ile S301 üzerinde bu presesyonun tespit edilmesi, birkaç yörünge dönemi boyunca sürekli gözlem yapılmasını gerektiriyor.

## Verilerin henüz çözümleyemediği sorular

Birkaç önemli sınırlama var. S301’in yörüngesi — hızı, periyodu ve periastron mesafesi — şu an için sağlam biçimde belirlenmiş durumda. Çerçeve sürükleme presesyonu ise henüz tespit edilmedi; bu, Sagittarius A*’nın etrafında birkaç tur daha izlenmesini gerektiren gelecekteki bir ölçümdür.

Galaktik merkez, astrofiziksel açıdan da oldukça gürültülü bir ortam. Bu bölgedeki yıldız, gaz ve karanlık madde dağılımı, yörüngeyi görelilik etkisini taklit edebilecek biçimde etkileyebilecek Newton kaynaklı çekimsel pertürbasyonlar üretiyor. Lense-Thirring sinyalinin bu katkılardan ayırt edilmesi, dikkatli bir modelleme gerektiriyor.

Son olarak, S301’in keşfi daha yakın yıldızların bulunabileceği sorusunu da gündeme taşıyor. İç yıldız kümesi toz bulutlarıyla yoğun biçimde örtülü ve GRAVITY+ her noktayı aynı hassasiyetle incelemiyor. Sagittarius A*’ya daha da yakın yörüngede dolanan başka yıldızların henüz keşfedilmemiş olması mümkün.

## S301 ve Sagittarius A* hakkında sık sorulan sorular

Bilim insanları galaktik merkeze bu kadar yakın bir yıldızı nasıl buldu? ESO’nun GRAVITY+ interferometresi, dört adet 8 metrelik teleskopun ışığını birleştirerek Sagittarius A* çevresindeki yoğun yıldız kümesindeki bireysel yıldızları birbirinden ayırt etmeye yetecek çözünürlüğü sağlıyor. Birden fazla yıl boyunca S301’in konumunun küçük değişimleri izlenerek tam yörüngesi yeniden oluşturuldu.

Çerçeve sürükleme nedir ve S301 açısından neden önemli? Dönen kütleler uzay zamanını kendileriyle sürükler — dönüş ne kadar hızlıysa etki o kadar güçlüdür. Dönen kara deliğe bu kadar yakın bir yıldızda, bu sürükleme yıldızın yörünge düzleminde yıllar içinde ölçülebilir bir presesyona yol açmalıdır. Bu presesyon, Sagittarius A*’nın açısal momentumunu doğrudan ortaya koyabilir.

S301, diğer S yıldızlarıyla nasıl karşılaştırılır? En çok incelenen S yıldızı olan S2, 16 yılda bir kara deliğe en fazla yaklaşık 100 astronomik birim mesafeye kadar yaklaşır. S301 sekiz kat daha yakına geliyor, yörüngesini 8,7 yılda tamamlıyor ve periastron hızı S2’ninkinin üç katı.

Samanyolu’nun kara deliği hakkında bildiklerimiz değişecek mi? Sagittarius A*’nın dönüşü bugüne dek doğrudan ölçülemedi. Bunu belirlemek, merkezimizin kara deliğinin temel fiziksel tanımını tamamlar ve yıldız yörüngelerinin daha önce erişemediği — güçlü alan, dönen ortam — bir rejimde genel göreli testi imkânı sunar.

GRAVITY+ ile S301 gözlemleri birden fazla yörünge dönemi boyunca sürecek. Ekip, çerçeve sürükleme presesyonunun yaklaşık 10 yıl içinde ölçülebilir düzeye ulaşmasını öngörüyor. S301’i bulan ekip ve aletlerin, aynı zamanda kara deliğin dönüş ölçümünü de gerçekleştirmesi bekleniyor.

Referans: Mang ve diğerleri, “S301: Sagittarius A*’ya yakın yeni bir S yıldızı,” Nature, 2026. DOI: 10.1038/s41586-026-10894-w

Etiketler: black holes, Sagittarius A*, ESO, frame-dragging, S301

Benzer içerikler

Fizikçiler bir kristalin atomlarının dönüşünü tersine çevirişini ilk kez gördü

JWST gizemi çözüldü: kırmızı noktalar limiti 10 kat aşan kara delikler

Samanyolu’nun kara deliği 20 bin yıldır rüzgâr üflüyor

DESI standart modelin sınırlarını aramıyordu. Galaksi haritaları buldu.

Euclid, bir yılda bilimin on yılda bulduğundan daha fazla kadim kuasar keşfetti

Bill Oddie 85 yaşında hayatını kaybetti: doğayı prime time’a taşıyan Goodies yıldızı