Chandra, büyüyen bir süper kütleli kara deliğin varlığını ortaya çıkaran cüce gökada Mrk 462’den X-ışınları tespit etti. Bu kara delik, Güneş’in yaklaşık 200.000 katı kütleye sahiptir ve gökbilimcilere, Evrendeki en eski karadeliklerden bazılarının milyarlarca yıl önce nasıl oluşmuş ve büyümüş olabileceği hakkında bilgi sağlar. Optik görüntü, sol tarafta HCG068 gökada grubundan birkaç gökada ve sağ alt tarafta çok daha küçük Mrk 462 ile Hawaii’deki Pan-STARRS teleskopundan alınmıştır. Gökbilimciler, süper kütleli kara deliklere sahip cüce gökadaların yüzdesini belirlemeye çalışmaya devam edecekler. Kredi: X-ray: NASA/CXC/Dartmouth Coll./J. Parker ve R. Hickox; Optik/IR: Pan-STARRS
Bir süper kütlenin keşfi Kara delik Nispeten küçük bir galakside, gökbilimcilerin en büyük kara deliklerin nasıl büyüdüğünü çevreleyen gizemi çözmesine yardımcı olabilir.
Kullanılan araştırmacılar NASAChandra X-ışını Gözlemevi, Mrk 462 galaksisinde gaz ve toz içinde gömülü Güneş kütlesinin yaklaşık 200.000 katı içeren bir kara deliği tespit etmek için.
Mrk 462 sadece birkaç yüz milyon yıldız içerir ve bu da onu bir cüce galaksi yapar. Buna karşılık, bizim Samanyolu birkaç yüz milyar yıldıza ev sahipliği yapmaktadır. Bu, bir cüce galakside yoğun şekilde gömülü veya “gizlenmiş” bir süper kütleli kara deliğin ilk bulunduğu durumlardan biridir.
Yine Dartmouth’tan meslektaşı Ryan Hickox ile çalışmayı yöneten New Hampshire’daki Dartmouth Koleji’nden Jack Parker, “Mrk 462’deki bu kara delik, süper kütleli veya canavar kara deliklerin en küçüğü arasında” dedi. “Bunun gibi kara delikleri bulmak çok zor.”
Daha büyük galaksilerde, gökbilimciler genellikle galaksilerin merkezlerindeki yıldızların hızlı hareketlerini arayarak kara delikler bulurlar. Bununla birlikte, cüce gökadalar, mevcut araçların çoğu bunu tespit etmek için çok küçük ve loş. Başka bir teknik, gazın milyonlarca dereceye kadar ısıtılması ve bir kara deliğe doğru düşerken X-ışınlarında parlaması gibi büyüyen kara deliklerin imzalarını aramaktır.
Bu çalışmadaki araştırmacılar, Sloan Digital Sky Survey tarafından toplanan optik verilerden daha önce kara delik büyümesinin ipuçlarını gösteren sekiz cüce gökadaya bakmak için Chandra’yı kullandılar. Bu sekiz kişiden sadece Mrk 462, büyüyen bir kara deliğin X-ışını imzasını gösterdi.
Düşük enerjili X-ışınlarına kıyasla yüksek enerjili X-ışınlarının alışılmadık derecede büyük yoğunluğu ve diğer dalga boylarındaki verilerle yapılan karşılaştırmalar, Mrk 462 kara deliğinin gaz tarafından büyük ölçüde gizlendiğini gösterir.
Hickox, “Gömülü kara delikleri tespit etmek, açığa çıkanlardan daha zor olduğu için, bu örneği bulmak, benzer kara deliklere sahip çok daha fazla cüce gökada olduğu anlamına gelebilir” dedi. “Bu önemli çünkü astrofizikteki önemli bir soruyu ele almaya yardımcı olabilir: Kara delikler evrende bu kadar erken nasıl bu kadar büyüdü?”
Önceki araştırmalar, evrenin şu anki yaşının küçük bir kısmı olan, evrenin bir milyar yaşından küçük olduğu zaman, kara deliklerin bir milyar güneş kütlesine büyüyebileceğini göstermişti. Bir fikir, bu devasa nesnelerin, büyük kütleli yıldızların Güneş’in kütlesinin sadece yaklaşık 100 katı ağırlığında kara delikler oluşturmak üzere çöktüğünde yaratıldığıdır. Ancak teorik çalışma, erken evrende görülen boyutlara ulaşmak için yeterince hızlı bir şekilde ağırlığı nasıl toplayabildiklerini açıklamakta zorlanıyor.
Kredi: X-ray: NASA/CXC/Dartmouth Coll./J. Parker ve R. Hickox; Optik/IR: Pan-STARRS
Alternatif bir açıklama, erken evrenin, yaratıldıklarında on binlerce güneş kütlesi içeren kara deliklerle tohumlandığıdır – belki de devasa gaz ve toz bulutlarının çöküşünden.
Süper kütleli kara deliklere sahip cüce gökadaların büyük bir kısmı, ilk nesil yıldızlardan gelen küçük kara delik tohumlarının, erken evrende milyarlarca güneş kütleli nesneyi oluşturmak için şaşırtıcı bir hızla büyüdüğü fikrini desteklemektedir. Daha küçük bir kesir, kara deliklerin on binlerce Güneş ağırlığında hayata başladığı fikrini desteklemek için teraziyi devirirdi.
Bu beklentiler geçerlidir, çünkü dev bir buluttan orta büyüklükte bir kara deliğe doğrudan çöküş için gerekli koşullar nadir olmalıdır, bu nedenle cüce gökadaların büyük bir bölümünün süper kütleli kara delikler içermesi beklenmez. Öte yandan, her galakside yıldız kütleli kara delikler bekleniyor.
Parker, “Tek bir örnekten güçlü sonuçlar çıkaramayız, ancak bu sonuç, cüce galaksilerdeki gömülü kara delikler için çok daha kapsamlı aramaları teşvik etmelidir” dedi. “Öğrenebileceklerimiz için heyecanlıyız.”
Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için bkz. “Mini” Canavar Kara Delik Keşfi Şaşırtıcı Süper Kütleli Büyümeye Yönelik İpuçları Sağlayabilir.
Bu sonuçların Salt Lake City’deki Amerikan Astronomi Derneği toplantısının 239. toplantısında sunulması planlandı ve 10 Ocak Pazartesi günü düzenlenen sanal bir basın brifinginin parçasıydı.
NASA’nın Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi’nin Chandra X-ray Merkezi, Cambridge, Massachusetts’teki bilim operasyonlarını ve Burlington, Massachusetts’teki uçuş operasyonlarını kontrol ediyor.