Süper kütleli kara deliklerin beslenme süreçleri açığa çıkıyor

Evrendeki en merak uyandırıcı gökcisimleri olan kara delikler üzerinde gerçekleştirilen yeni bir araştırma, beslenme süreçlerinin nasıl işlediğiyle ilgili yeni bilgileri açığa çıkardı. 

Google Haberlere Abone ol

Michelle Starr

DUVAR - Evreni daha fazla inceledikçe, her galaksinin kozmik bir devin yörüngesinde bulunması daha da muhtemel görünüyor; o, galaktik çekirdeğe güç sağlayan süper kütleli bir kara delik.

Bu devasa cisimler hakkında -nasıl bu kadar büyüdüklerine ilişkin dikkat çekici soru da dahil olmak üzere- bilmediğimiz çok şey var; fakat yeni araştırmalar kimi boşlukları doldurmamıza yardım edebilir. Gökyüzünün bir bölgesindeki galaksilerin tamamı üzerinde yürütülen yeni bir radyo araştırmasına göre, galaktik bir çekirdekte bulunan her süper kütleli kara delik, birbirlerinden biraz farklı davransalar da, maddeyi yutuyor.

YUTARAK VE BİRLEŞEREK BÜYÜYORLAR

Hollanda’da bulunan Groningen Üniversitesi’nden gökbilimci Peter Barthel, “Tüm galaksilerin merkezlerinde muazzam derecede büyük kara delikler bulunduğuna dair giderek daha fazla belirtiye rastlıyoruz. Tabii ki, bunlar mevcut kütlelerine ulaşana dek büyümüş olmalılar” diyor.

“Öyle görünüyor ki, gözlemlerimiz sayesinde, artık bu büyüme süreçlerine vâkıfız ve ağır ama emin adımlarla bunları anlamaya başlıyoruz.”

Kara deliklerin kütle aralığında tuhaf bir boşluk var; bu durum, süper kütleli kara deliklerin nasıl oluştuğuna ve büyüdüğüne ilişkin bulmacanın önemli bir parçasını ıskaladığımız anlamına geliyor. Yıldız kütleli -yani büyük bir yıldızın çöken çekirdeğinden oluşan- kara deliklerin Güneş’in kütlesinin sadece 142 katına kadar büyüyebildiği tespit edildi; dahası, bunlardan biri normalden daha ağırdı ve iki küçük kara deliğin yaşadığı çarpışmasının bir ürünüydü.

Bununla birlikte, süper kütleli kara delikler genellikle birkaç milyon ilâ milyarlarca Güneş kütlesine sahiptir. Eğer süper kütleli kara delikler, yıldız kütleli deliklerden gelişiyorsa, etrafta bir sürü orta kütleli kara delik olmalı diye düşünebilirsiniz ama şimdiye dek çok az tespit yapıldı.

Bunu çözmenin bir yolu, saptadığımız kara delikleri inceleyerek davranışlarının bize herhangi bir ipucu sunup sunmayacağını görmek; Güney Afrika’da bulunan Pretoria Üniversitesi’nden Jack Radcliffe öncülüğündeki bir gökbilimci ekibi de bunu yaptı.

VLBI YARDIMIYLA KEŞFEDİLDİ

Odaklandıkları nokta, Ursa Major [Büyük Ayı] takımyıldızında bulunan ve ‘GOODS-North’ adıyla bilinen bir uzay bölgesiydi. Hubble’ın derin gökyüzü araştırmasına konu olan bu bölge, öncelikle optik, ultraviyole ve kızılötesi dalga boylarında ayrıntılı biçimde araştırıldı.

Radcliffe ve ekibi, X-ışınına kadar bir dizi dalga boyu kullanarak bölgenin analizlerini gerçekleştirdi ve karışıma ‘Çok Uzun Baz İnterferometrisi’* (VLBI) aracılığıyla toplanan radyo gözlemlerini ekledi. Bu sayede, farklı dalga boylarında parlak olan aktif galaktik çekirdekleri -aktif bir süper kütleli kara delik içerenleri- saptadılar. 

Süper kütleli kara delikler aktif biçimde materyal biriktirirken -çevrelerindeki bölgede bulunan gaz ve tozu mideye indirirken- materyaller ısınır ve geniş kozmik mesafelerde görülebilecek düzeyde ışıltılı bir elektromanyetik radyasyon saçarak parlar.

Galaktik çekirdeği ne kadar tozun çevrelediğine bağlı olarak, bu ışığın kimi dalga boyları daha güçlü olabilir; bundan dolayı, bir gökyüzü bölgesinde bulunan tüm ‘aktif galaktik çekirdekleri’ (AGN) tanımlamak amacıyla yalnızca bir dalga boyu aralığı kullanılamaz. 

Bu ek bilgilerle desteklenen ekip, GOODS-North’taki AGN hakkında bir araştırma gerçekleştirdi ve çeşitli gözlemlerde bulundu.

BİRİKİMLER VE JETLER FARKLI ÖZELLİKLER GÖSTERİYOR

İlk gözlem, tüm aktif yığılmaların aynı olmamasıydı. Bu çok basit bir bulgu gibi görünebilir ve kesinlikle farklı oranlarda birikmiş farklı süper kütleli kara delikler gözlemledik; yine de veriler hâlâ kullanışlı. Araştırmacılar, kimi aktif süper kütleli kara deliklerin materyalleri diğerlerinden çok daha hızlı bir şekilde yuttuğunu ama bazılarının hiç yutmadığını ortaya çıkardılar.

Ardından, aktif bir galaktik çekirdeğe denk gelen bir yıldız patlaması aktivitesinin -yani yoğun yıldız oluşum bölgesinin ve döneminin- var olup olmadığını araştırdılar.

Aktif bir galaktik çekirdekten gelen geri beslemelerin, yıldızların meydana geldiği bütün materyalleri patlatarak yıldız oluşumunu durdurabileceği düşünülüyor; ne var ki, kimi araştırmalar bunun tam tersinin de mümkün olabileceğini ortaya çıkardı; yani, geri beslemeyle şoklanan ve sıkıştırılan malzeme, bebek yıldızlara dönüşebilir.

Araştırmacılar, galaksilerin bir kısmının yıldız patlaması aktiviteleri barındırdığını ve diğer bazılarının barındırmadığını keşfettiler. İlgi çekici bir şekilde, sürmekte olan yıldız patlaması faaliyeti, aktif bir galaktik çekirdeğin gözlemlenmesini güçleştirebilir, bu da geri beslemenin sönümlenmedeki rolünü daha doğru tanımlamak için daha fazla araştırma yapılmasına ihtiyaç olduğunu gösteriyor.

Son olarak, aktif büyüme esnasında süper kütleli bir kara deliğin kutuplarından püskürebilen bağıl jetleri mercek altına aldılar. Bu jet akımlarının, birikim diskinin iç bölgesinden neredeyse ışık hızına yakın bir hızla iyonize plazma jetleri şeklinde uzaya fırlatıldığı kara deliğin kutuplarına doğru manyetik alan çizgileri boyunca akan küçük bir materyal yığınından meydana geldiği düşünülüyor.

Bu jetlerin nasıl ve neden oluştuğundan tam manasıyla emin değiliz ve ekibin gerçekleştirdiği araştırma, materyal birikim oranının çok büyük bir rol oynamadığını gözler önüne serdi. Jet akımlarının yalnızca bazen oluştuğunu ve bir kara deliğin hızlı ya da yavaş beslenmesinin önemi olmadığını keşfettiler.

Araştırmacılar, elde edilen bu bilginin süper kütleli kara deliklerin gelişim davranışını ve büyümesini daha doğru anlamamıza yardım edebileceğini ifade ediyorlar. Yanı sıra, radyo astronomisinin ileriye dönük olarak bu tür çalışmalarda daha büyük bir rol oynayabileceğini gösterdiğini de sözlerine ekliyorlar.

Bu, gelecekte en şaşırtıcı kara delik gizemlerinden birini, yani bu süper kütleli gürbüz varlıkların nasıl oluştuğunu anlamaya çalışmak için daha güçlü bir araç düzeneğine sahip olacağımız anlamına geliyor.

Ekibin araştırmasının ayrıntıları Astronomy & Astrophysics dergisinde iki ayrı makalede yayınlandı ve kabul edildi. 

*VLBI (Very Long Baseline Interferometer/Çok Uzun Baz Enterferometrisi), birkaç milyar ışık yılı uzaktaki derin uzaydan gelen radyo sinyallerini alarak birkaç milimetrelik doğrulukla antenler arasındaki binlerce kilometrelik mesafeyi ölçebilen gelişmiş bir uzay jeodezisi tekniğidir.

Makalenin orijinali Science Alert sitesinde yayımlanmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)

Etiketler kara delik evren uzay