13 Temmuz 2011

Süper Kütleli bir Karadeliği Harekete Geçiren Nedir?

Bu derin uzay görüntüsü Kanada-Fransa-Hawai Teleskopu ile elde edildi. Çok uzaktaki sönük gökadalar görüntüde ortaya çıkarılmış bunlardan aktif olanları kırmızı + ile işaretlenmiş. Gökadaların merkezlerindeki çok büyük kütleli karadeliklerin çoğunun geçen 11 milyar yılda, daha önceden düşünüldüğü gibi gökadalar arası çarpışmalarla faaliyete geçmediği ortaya çıktı. (CFHT/IAP/Terapix/CNRS/ESO)

Olayın sorumlusu erken evrenin oldukça kalabalık dönemlerindeki gökada çarpışmaları değil.

ESO’nun Çok Büyük Teleskopu (Very Large Telescope) ve ESA’nın XMM Newton X-Işın uzay gözlemevinden elde edilen verilerin birleştirildiği yeni bir çalışma ile büyük bir sürpriz ortaya çıkarıldı. Gökadaların merkezlerindeki çok büyük kütleli karadeliklerin çoğunun geçen 11 milyar yılda, daha önceden düşünüldüğü gibi gökadalar arası çarpışmalarla faaliyete geçmediği ortaya çıktı.

Hepsinin değilse de büyük gökadaların çoğunun merkezinde milyonlarca ya da bazen milyarlarca Güneş kütlesine sahip süper kütleli karadelikler bulunmaktadır. Gökadamız Samanyolu da dahil olmak üzere birçok gökadanın merkezindeki karadelik durağandır. Ancak bazı gökadalarda özellikle Evrenin erken geçmişindekilerde [1] merkezi canavarlar karadeliğin üzerine madde düştükçe şiddetli ışınım yayan maddeyle ziyafet çekmektedir.

Uyuyan bir karadeliği harekete geçiren maddenin nereden geldiği ve söz konusu gökadanın merkezindeki şiddetli patlamaları tetikleyerek aktif galaktik çekirdeğe dönüştürdüğü çözülememiş bir gizemdir. Şimdiye kadar, çok sayıda gökbilimci bu aktif çekirdeklerin çoğunun iki gökadanın çarpışmasıyla ya da birbirlerinin yakınından geçmesi ve bozulmuş maddenin merkezi karadeliğin yakıtı olduğunu düşünüyordu. Bununla beraber, yeni sonuçlar bu fikrin birçok aktif gökada için yanlış olabileceğine işaret etmektedir.

Viola Allevato (Max-Planck-Institut für Plasmaphysik; Excellence Cluster Universe, Garching, Almanya) ve COSMOS işbirliğinden [2] uluslararası bilim adamı ekibi COSMOS alanı denilen derinlemesine çalışılmış gökyüzü parçasındaki 600’den fazla söz konusu aktif gökadayı detaylı olarak incelemişler [3]. Beklenildiği gibi, gökbilimciler geçen 11 milyar yılda aktif gökadaların merkezi bölgelerinin yalnızca kısmen parlak olmalarına rağmen, son derece parlak aktif çekirdeklerin nadir olduğunu bulmuşlardır. Ancak beklenmedik bir şey vardı; yeni veriler bu daha yaygın, az parlak aktif gökadaların büyük çoğunluğunun gökadalar arası çarpışmalarla tetiklenmediğini göstermiştir [4]. Sonuçlar The Astrophysical Journal’da yayınlanacaktır.

Gözlem Altılık (Sextants) takımyıldızında mavi kare ile gösterilmiş. (ESO, IAU and Sky & Telescope)

Aktif galaktik çekirdeğin varlığı ESA’nın XMM Newton uzay gözlemevinin yakalamış olduğu karadeliğin etrafından yayınlanan X-ışınlarıyla ortaya çıkmıştır. Ardından bu gökadalar ESO’nun Çok Büyük Teleskopuyla (VLT) gözlenerek uzaklıkları ölçülebilmiştir [5]. Ekip, gözlemler birleştirildiğinde bu gökadaların bulundukları yerleri gösteren üç boyutlu bir harita elde etmiştir.

Çalışmanın yazarlarından biri olan Marcella Brusa “Beş yıldan fazla sürdü, ancak X-ışın gökyüzündeki aktif gökadaların en büyük ve eksiksiz envanterini oluşturduk.” diyor.

Gökbilimciler bu yeni haritayı kullanarak aktif gökadaların nasıl dağılmış olduğunu bulabilir ve bunu teorik olarak yapılan öngörülerle kıyaslayabilirler. Ayrıca, Evren yaşlandıkça, yaklaşık 11 milyar yıl önceden neredeyse günümüze kadar, dağılımın nasıl değiştiğini de görebilirler.

Ekip, aktif çekirdeklerin çoğunluğunun karanlık maddesi çok olan büyük kütleli gökadalarda olduğunu bulmuştur [6]. Bu bir sürpriz olmuştur ve teoriden yapılan öngörülerle uyuşmamaktadır. Eğer en aktif çekirdekler gökadalar arasındaki çarpışmalar ve kaynaşmaların bir sonucu ise orta kütleli (Güneş’in yaklaşık bir trilyon katı) gökadalarda bulunmalıydı. Ekip en aktif çekirdeklerin kaynaşma teorisiyle öngörülen değerden yaklaşık 20 kat daha büyük kütleli gökadalarda olduğunu bulmuştur.

Yeni makalenin başyazarı Viola Allevato “Bu yeni bulgular süper kütleli karadeliklerin yemeklerine başlamadan önce nasıl olduklarına dair ipuçları veriyor” diyor. “Karadeliklerin gökada çarpışmaları yerine, genellikle gökada içindeki disk kararsızlıkları ve yıldız patlamaları gibi süreçlerle beslendiklerine işaret ediyor.”

Dijital Gökyüzü Tarama-2 ( Digitized Sky Survey 2) ile mavi ve kırmızı filtrelerle alınan geniş alan görüntüsündeki mavi kare, tarama bölgesini gösteriyor. Toplam alan 3.3 derecedir. (ESO and Digitized Sky Survey 2)

Çalışmaya danışmanlık yapan Alexis Finoguenov “11 milyar yıl öncesi gibi uzak geçmişte bile gökada çarpışmaları orta parlaklıktaki aktif gökadaların küçük bir kısmı için düşünülebilir. O zamanlarda gökadalar birbirine daha yakın olduğundan kaynaşmalar yakın geçmiştekinden daha sık meydana geliyordu, o yüzden yeni sonuçlar çok şaşırtıcıdır.” diye ekliyor.

Notlar
[1]Büyük Patlama’dan yaklaşık üç ila dört milyar yıl sonra Evrende en parlak aktif gökadalar yaygındı ve daha sonra daha sönük cisimler Büyük Patlama’dan yaklaşık sekiz milyar yıl sonra en yüksek değerlerine ulaşmıştır.

[2] Yeni çalışma iki büyük Avrupa gökbilim programına dayanmaktadır: Profesör Günther Hasinger tarafından öncülük edilen COSMOS alanı XMM Newton taraması ve Profesör Simon Lilly tarafından öncülük edilen ESO’nun zCOSMOS’u. Bu programlar, ESO’nun Çok Büyük Teleskopu ve diğer yer tabanlı tesisler tarafından yapılan gözlemlere ek olarak, NASA/ESA Hubble Uzay Teleksoou, ESA’nın XMM Newton ve NASA’nın Chandra X-ışın Teleskopuyla beraber NASA’nın Kırmızı Ötesi Spitzer Uzay Teleskopu ile bir gökyüzü parçasını uluslararası gözlemleme çalışması olan COSMOS girişiminin bir bölümüdür.

[3] COSMOS alanı, Sextans takımyıldızında gökyüzünde dolunaydan yaklaşık on kat daha büyük bir alandır. Farklı dalgaboylarında çok sayıda teleskop tarafından haritalanmıştır, bu yüzden bir dizi çalışma bu değerli verilerden faydalanabilecektir.

Çalışma alanının işaretlenmemiş görüntüsü. (CFHT/IAP/Terapix/CNRS/ESO)

[4] NASA/ESA Hubble Uzay Teleskopu ile elde edilen (heic1101) geçen yıl yayınlanan çalışma göreli olarak yakın gökadalardan oluşan bir örnekte, gökadalardaki aktif çekirdekler ve kaynaşmalar arasında güçlü bir bağ olmadığını göstermiştir. Çalışmada geçmişte sekiz milyar yıl geriye gidilmiş, ancak yeni çalışma bu sonucu gökadaarın daha da yakın olduğu zamana 3 milyar yıl daha önceye götürmüştür.

[5]Ekip gökadalardan gelen sönük ışığı bileşen renklerine ayırabilmek için VLT üzerindeki tayfçekeri kullanmıştır. Dikkatli analizlerden sonra kırmızıya kaymayı belirlemeleri mümkün olmuştur: gökadalardan yayınlandıktan sonra ışığın ne kadarı Evrenin genişlemesiyle uzamıştır ve böylelikle ne kadar uzaktadırlar? Çünkü ışık sonlu bir hızda hareket ettiğinden bu aynı zamanda bu uzak nesneleri zamanda ne kadar geride gözlediğimizi söyler.

[6] Karanlık madde, büyük bir kısmı görünür olmayan, hepsi olmamakla beraber Samanyolu da dahil pek çok gökadada bulunan gizemli bir maddedir. Yazarlar her gökadadaki karanlık madde miktarını yeni çalışmalarındaki toplam kütleleri veren dağılımdan hesaplamışlardır.

ESO-Türkçe (Çeviri: Özgecan Önal-İstanbul Üniversitesi, Astronomi ve Uzay Bilimleri Bölümü, ESON Türkiye Ekibi)


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>

*