Kara Deliklerin Kozmik Şafak Kahvaltısı

ESO’nun Çok Büyük Teleskop’unu kullanan gökbilimciler evrendeki en eski gökadaların bazılarının etrafındaki soğuk gaz rezervlerini görüntüledi. 12.5 milyar yıl önceki durumları şimdi görülen bu gaz haleleri, gözlenen gökadaların merkezindeki süper kütleli kara delikler için mükemmel bir ziyafet gibidir. Bu besin stokları bu kozmik canavarların evrenin tarihinde Kozmik Şafak olarak bilinen bir dönemde hızla nasıl büyüdüklerini açıklayabilir.

ESO’nun Çok Büyük Teleskopu üzerindeki MUSE aleti ile elde edilen bu görüntü gaz dolu bir kuasarı gösteriyor. Mavi renk hidrojen gazını ve sarı renk ALMA verilerine aittir. Kuasar merkezde yer almaktadır. Mavi renkteki hidrojen gazı kuasarın merkezinde yer alan karadelik için mükemmel bir besin kaynağıdır. 12.8 milyar ışık yılı uzaktaki bu kuasardaki gaz yapısını görmek çok zordur. MUSE aleti ile hidrojen kaynaklı zayıf ışıma gözlenebilmektedir. (Telif: ESO/Farina et al.; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Decarli et al.)

İlk gökadaların, hem süper kütleli kara deliklerin büyümesini hem de güçlü yıldız oluşumunu sürdürebilmesi için çevrelerinde yeterince yiyeceğe sahip olduğunu şimdi ilk kez gösterme fırsatımız oluyor,” diyor, bugün The Astrophysical Journal’da yayımlanan araştırmayı yürüten, Almanya, Heidelberg Max Planck Gökbilim Enstitüsü’nden Emanuele Paolo Farina. “Bu gökbilimcilerin çözmeye çalıştığı, 12 milyar yıl önceki yapıların nasıl oluştuklarına dair bilmeceye temel bir parça ekliyor.

Gökbilimciler süper kütleli kara deliklerin evrenin erken tarihinde nasıl büyüyebildiklerini merak ediyor. “Bu erken canavarların Güneş’ten milyarlarca kat büyük kütleye sahip olmaları büyük bir gizem,” diyor Farina, yine Garching Max Planck Enstitüsünden. Görünüşe göre ilk kara delikler ilk yıldızların çökmesiyle oluşarak oldukça kısa sürede büyümüş olmalılar. Ancak şimdiye kadar gökbilimciler bu hızlı büyümeyi açıklayabilecek miktarda — gaz ve tozdan oluşan — ‘kara delik yemeği’ tespit edemedi.

Sorunu daha da karmaşık hale getiren, Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi, ALMA ile yapılan daha önceki gözlemler ile göre ilk gökadalardaki hızlı yıldız oluşumunu besleyen çok miktarda toz ve gaz ortaya çıkarıldı.  Bu ALMA gözlemlerine göre bir kara deliği besleyecek geride çok az malzeme kalıyordu.

Bu gizemi çözebilmek için Farina ve arkadaşları büyük kütleli gökadaların merkezinde yer alan ve süper kütleli kara deliklerden beslenen, aşırı parlak nesneleri — kuasarlar, Şili’nin Atacama Çölündeki Çok Büyük Teleskop üzerinde bulunan MUSE aygıtı ile inceledi. Çalışma ile, evren halen oluşum aşamasındayken, sadece 870 milyon yıl yaşında olduğu bir zamanda, 12.5 milyar yıl önceki 31 farklı kuasar gözlendi.

Ressam gözüyle bir kuasarın merkezindeki karadelikten yayılan jetler. (Telif:ESO/M. Kornmesser)

Gökbilimciler 12 kuasarın çok miktarda gaz rezervi ile çevrili olduğunu ortaya çıkardı: Güneş’ten milyarlarca kez büyüklükte kütleye sahip ve merkezi kara delikten 100 bin ışık yılı uzaklığa kadar genişleyen soğuk ve yoğun hidrojen gazı. Almanya, ABD, İtalya ve Şili’den gökbilimcilerin yer aldığı ekip ayrıca bu gaz halelerinin gökadalara sıkıca bağlı olduğunu buldu. Bu sayede hem süper kütleli kara deliklerin büyümesi hem de yoğun yıldız oluşumu için mükemmel beslenme kaynağı sağlanmış oluyordu.

Araştırma, Farina’nın kuasarlar alanında bir “oyun değiştirici”  diye bahsettiği ESO’nun VLT’si üzerindeki Çoklu Birim Tayfsal Kaşif, MUSE’nin süper hassasiyeti sayesinde mümkün oldu. “Hedef başına sadece birkaç saatlik gözlemle genç evrendeki büyük ve doymak bilmez kara deliklerin çevresindeki ortamı araştırabildik,” diye ekliyor. Kuasarlar parlak olsa da, çevrelerindeki gaz rezervlerini gözlemek oldukça zor. Ancak MUSE hale içindeki hidrojen gazının sönük parıltısını tespit ederek, gökbilimcilerin erken evrendeki süper kütleli kara delikleri besleyen yiyecek zulasını ortaya çıkarmalarını sağladı.

Gelecekte ESO’nun Aşırı Büyük Teleskopu (ELT) Büyük Patlamadan sonraki ilk birkaç milyar yıl içinde oluşan gökadalar ve süper kütleli karadelikler hakkındaki daha fazla ayrıntıyı ortaya çıkarmak üzere bilim insanlarına yardımcı olacak. “ELT’nin gücü sayesinde evrenin erken dönemlerine dalarak bu tür gaz bulutsularından daha fazlasını ortaya çıkarabileceğiz,” diyor Farina son olarak.

Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin

Bunlar da hoşunuza gidebilir...

Düşünceniz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.