16 Ekim 2013

Gizemli Dev Karadelik Jetleri ALMA’ya Yakalandı

Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Teleskopu’nun gücünü kullanan iki uluslar-arası gökbilimciler ekibi gökadaların merkezlerinde bulunan dev karadeliklerden uzaya atılan jetlere ve bunların çevrelerini nasıl etkilediklerine odaklandılar. Her iki ekip de yakın, sessiz bir karadeliğin etrafındaki moleküler gaz bulutlarının şimdiye kadarki en keskin görüntülerini elde ederek uzak bir karadelikten çıkan beklenmedik güçlü bir jetin anlık görüntüsünü yakaladılar.

ngc1433_karadelik

Yakın sarmal aktif gökada NGC 1433 ve merkezindeki süper kütleli karadeliğin temsili gösterimi. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/F. Combes)

Aralarında kendi gökadamız, Samanyolu’nun da olduğu, Evren’de bulunan neredeyse her gökadanın kalbinde süper-dev kütleli — birkaç milyar güneş kütlesinde — karadelikler bulunmaktadır. Uzak geçmişte, bu tuhaf nesneler oldukça akitflerdi, çevrelerinde bulunan çok miktarda maddeyi yutarak göz kamaştırıcı şekilde parlıyorlar ve yuttukları maddenin çok az miktarını olağanüstü güçlü jetlerle dışarıya doğru atıyorlardı. Şimdiki Evrende, çoğu süper kütleli karadelik daha az aktif, ancak bunlardan çıkan jetler ve çevreleriyle ilişkileri halen gökada evrimini etkilemeye devam ediyor.

Farklı ölçeklerdeki karadelik jetlerini araştırmak için ALMA’yı kullanan iki yeni çalışma da bugün Astronomy & Astrophysics dergisinde yayınlandı: NGC 1433 gökadasında bulunan yakın ancak görece sessiz bir karadelik ve oldukça uzak ve aktif nesne PKS 1830-211.

ALMA NGC 1433’ün merkezine yakın bir bölgedeki moleküler gazın içinde şaşırtıcı bir sarmal yapı ortaya çıkardı,”, diyor ilk makalenin başyazarı Françoise Combes (Paris Gözlemevi, Fransa). “Bu, malzemelerin karadeliğe nasıl yakıt sağladıklarını açıklıyor. ALMA ile elde edilen keskin görüntüler sayesinde, karadelikten dışarıya doğru atılan bir jet maddesi keşfettik, uzunluğu ise sadece 150 ışık-yılıydı. Bu bir dış gökada içerisinde şimdiye kadar bulunan en küçük moleküler bulut örneğidir.

Merkezi karadelikten jetlerle sürüklenen bu akışın keşfi, bu tür jetlerin yıldız oluşumunu nasıl durdurabileceğini ve gökadaların merkezi bölgelerinin büyümelerini düzenleyebileceğini gösteriyor [1].

ALMA ile NGC 1433’ün merkezindeki karadeliğin çevresinde sarmal yörünge izleyen madde diski olduğu belirlendi. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/F. Combes)

PKS 1830-211’de Ivan Martí-Vidal (Chalmers Teknoloji Üniversitesi, Onsala Uzay Gözlemevi, Onsala, İsveç) ve ekibi ayrıca Evren’in erken dönemlerine ait çok daha parlak ve aktif, jet akışları olan süper kütleli bir karadeliği gözlediler [2]. Alışılmadık bir özelliği var çünkü parlak ışığı araya giren büyük kütleli bir karadeliğin içinden geçerek kütleçekimsel merceklenmeye uğruyor ve yeryüzüne iki görüntü şeklinde ulaşıyor [3].

Zaman zaman, süper kütleli karadelikler aniden çok miktarda maddeyi yutarlar [4], bu da jetlerin gücünü arttırır ve böylece ışımaya fazladan enerji sağlar. Şimdi ALMA bu olaylardan bir tanesini PKS 1830-211 içerisinde gerçekleştiği sırada yakaladı.

Karadelik hazımsızlığının ALMA gözlemi tamamen şans eseriydi. PKS 1830-211’i başka bir amaçla gözlüyorduk, sonra kütleçekimsel merceklenme görüntülerindeki renk ve yoğunluk değişimini fark ettik. Bu beklenmedik davranışı dikkatle izlediğimizde şans eseri taze yeni maddelerin karadeliğin jet üretim bölgesine doğru giriş yaptığını gördük,” diyor ikinci makalenin yardımcı yazarı Sebastien Muller.

Araştırma ekibi daha sonra bu şiddetli olayın başka teleskoplarca görülüp görülmediğini araştırdı ve Fermi-LAT uydusu ile yapılan görüntüleme çalışmalarında oldukça açık bir gama ışın sinyali bulunduğunu gördüler. ALMA’nın gözlediği uzun dalgaboylarındaki ışımayı arttıran bu süreç ayrıca jet ışımasındaki ışığı hızlandırarak Evrendeki en yüksek enerjilere kadar yükseltmektedir [5].

İlk kez gama ışınları ile milimetre-altı radyo dalgaları arasında bir karadeliğin jetinden kaynaklanan açık bir bağlantı kurulmuş oldu,” diye ekliyor Sebastien Muller.

Aşağıdaki film bu olayı göstermektedir.

ALMA’nın yakın ve uzak süper kütleli karadeliklerin jetleri ile ilgili araştırmaları bu iki yeni gözlemle başlamış oldu. Hali hazırda ALMA ile diğer yakın aktif gökadaları ve eşsiz nesne PKS 1830-211’i inceleyen Combes ve ekibinin araştırmaları ALMA’nın ve diğer teleskopların gelecekteki araştırmalarının odağında olması bekleniyor.

NGC 1433’ün merkezindeki süper kütleli karadelikten yüksek hızlarla fışkıran jetler keşfedildi. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/F. Combes)

Hala karadeliklerin nasıl olup da bu dev, enerji yüklü madde ve ışıma jetlerini meydana getirdiği konusunda öğreneceklerimiz var,” diye sonlandırıyor Ivan Martí-Vidal. “Ancak ALMA, henüz tamamlanmadan elde ettiği yeni sonuçlarla, bu jetleri tespit etmek için eşsiz güçte bir alet olduğunu göstermiştir — ve bu keşifler şimdilik sadece başlangıç!

Notlar

[1] Bu süreç geri-bildirim olarak adlandırılır ve bir gökadanın merkezindeki karadeliğin kütlesi ile onu çevreleyen şişkinliğin kütlesi hakkındaki gizemli ilişkiyi açıklayabilir. Karadelik gazı hızlandırarak, daha aktif hale getirir, ancak daha sonra jetleri meydana getirerek etrafındaki gazı temizler ve yıldız oluşumunu durdurur.

[2] PKS 1830-211’in kırmızıya kayma değeri 2.5’tir, yani ışığının bize ulaşmadan önce 11 milyar yıl geçmesi gerekmektedir. Gördüğümüz ışık Evren şimdiki yaşının henüz % 20’sinde iken yayılmaya başlamıştı. Karşılaştırma için NGC 1433’ten gelen ışığın, Yeryüzü’ne ulaşması için 30 milyon yıl geçmesi gerektiğini söyleyebiliriz,  bu da galaktik ölçekte oldukça kısa bir zaman dilimidir.

[3] Einstein’in genel görelilik teorisi ışığın bir gökada gibi büyük kütleli bir nesnenin yakınından geçişi sırasında sapacağını tahmin etmektedir. Bu etkiye kütleçekimsel merceklenme adı verilir ve ilk kez 1979 yılında, çok sayıda kütleçekimsel merceklenme olayı keşfedilmiştir. Merceklenme arka tarafta yer alan ışık kaynaklarının çoklu görüntülerini oluşturmasının yanısıra, ışık şiddetini arttırmakta ve kaynakların biçimlerini bozmaktadır.

[4] İçeriye düşen madde bir yıldız ya da bir molekül bulutu olabilir. Bu tür bir bulut Samanyolu’nun merkezine düşerken gözlenmiştir (Karadeliğin Yemeği Hızla Yaklaşıyor, Karadeliğin Şiddeti).

[5] Bu enerji gama ışınları olarak salınır, bu da elektromanyetik radyasyonun en kısa dalgaboyuna sahip en yüksek enerjili türüdür.

ESO-Türkiye (Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin)


Düşünceniz

XHTML: Bu kodlardan yararlanabilirsiniz.: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*