Kara delik rüzgarları artık eskisi gibi değil

Evrenin ilk milyar yılı boyunca, galaksilerin merkezlerindeki süper kütleli kara delikler tarafından esen rüzgarlar, yaklaşık 13 milyar yıl sonra, günümüz galaksilerinde gözlemlenenlerden çok daha sık ve daha güçlüydü. Bu tür rüzgarlar o kadar güçlüydü ki, kaynaklandıkları süper kütleli karadeliklerin büyümesini yavaşlattılar. Bunlar, bugün dergide yayınlanan Trieste’deki İtalyan Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nden (INAF) üç araştırmacı tarafından yürütülen bir araştırmanın sonuçlarıdır. Doğa.

Çalışma, ESO’nun Şili’deki Paranal Gözlemevi’nde Çok Büyük Teleskop (VLT) ile gözlemlenen 30 kuasarın gözlemlerine dayanmaktadır. Kuasarlar, çevredeki maddeyi emen merkezi süper kütleli karadeliklerin yoğun aktivitesinden kaynaklanan, uzak galaksilerin çekirdeklerindeki son derece parlak, nokta benzeri kaynaklardır. Bu kuasarların ev sahibi gökadaları, evrenin 500 milyon ila 1 milyar yaşında olduğu kozmik şafak civarında gözlemlendi.

Trieste’deki INAF araştırmacısı ve yeni çalışmanın ilk yazarı Manuela Bischetti, “İlk kez, kara delik rüzgarları sergileyen genç evrendeki kuasarların oranını ölçtük” diyor. “Bize daha yakın evrende gözlemlediklerimizin aksine, genç evrendeki kara delik rüzgarlarının çok sık olduğunu, ışık hızının yüzde 17’sine kadar yüksek hızlara sahip olduğunu ve ev sahibi galaksiye büyük miktarda enerji enjekte ettiğini keşfettik. “

Bu araştırmada gözlemlenen kuasarların yaklaşık yarısı, evrenin yaklaşık 4 milyar yaşında olduğu daha yakın kozmosun kuasarlarında bilinenlerden çok daha sık ve 20 kat daha güçlü olan kara delik rüzgarlarını göstermektedir.

Trieste’deki INAF araştırmacısı yardımcı yazar Chiara Feruglio, “Genç evrendeki kara deliklerin gözlemleri, onların ev sahibi gökadalarından çok daha hızlı büyüdüklerini gösteriyor, oysa yerel evrende kara deliklerin ve gökadaların birlikte evrimleştiğini biliyoruz” diye ekliyor. “Bu, evrenin bir noktasında karadeliğin büyümesini yavaşlatan bir mekanizmanın hareket etmiş olması gerektiğini ima ediyor. Gözlemlerimiz, evren 0,5 ila 1 milyar yaşındayken üretilen kara delik rüzgarlarında bu mekanizmayı tanımlamamızı sağladı.”

Rüzgarların enjekte ettiği enerji, böylece kara deliğe daha fazla madde birikimini durdurabilir, büyümesini yavaşlatabilir ve kara delik ile ev sahibi galaksi arasında bir “ortak evrim” aşamasını başlatabilirdi. Bischetti, “Bu çalışma, kara delik rüzgarlarının etkisinin önemli olmaya başladığı, evrenin tarihindeki çağı belirlememize izin verdi” diye ekliyor. “Bunun, kara deliklerin ve ev sahibi galaksilerin büyümesinin ilk aşamaları hakkındaki bilgimiz üzerinde büyük bir etkisi var ve ilk galaksilerin oluşumunu tanımlayan modeller üzerinde güçlü kısıtlamalar getiriyor.”

Tamamen beklenmedik bir keşif, yaklaşık 250 saatlik gözlemlerle büyük bir ESO programı bağlamında VLT’ye kurulan Xshooter cihazından gelen yüksek kaliteli verilerle mümkün oldu.

Pisa’daki Scuola Normale Superiore’ye bağlı Trieste’deki INAF’tan ortak yazar Valentina D’Odorico, “Kuasarlar erken evrende gözlemlenebilir en parlak nesneler arasındadır, ancak mesafeleri nedeniyle gözlemlenen büyüklük açısından oldukça zayıflar” diye açıklıyor. ve çalışmanın dayandığı gözlem programının baş araştırmacısı. “Bu nesneleri gözlemlemeye ayrılan büyük zaman yatırımı ve verimlilik, dalga boyu kapsamı ve çözme gücü açısından X-shooter’ın benzersiz kapasiteleri, bu ilginç sonucu mümkün kılan çok kaliteli spektrumlar elde etmemizi sağladı.”

Andrea Ferrara, “Güneşten 1 milyar kat daha büyük kütleli karadeliklerin… ışık hızının yüzde 20’sine eşit bir hızla çevrelerine yol alan güçlü rüzgarlar başlatabileceğine dair birkaç yıldır işaretlerimiz vardı” diye ekliyor. , Scuola Normale Superiore’de (SNS) profesör ve çalışmanın ortak yazarı. “Bugün, güçlü bir İtalyan damgası ve liderliği olan bir ekip tarafından bir Avrupa teleskopuyla elde edilen veriler sayesinde bunu doğruladık. SNS teorik yorumlama tarafına katkıda bulundu. Bu muhteşem galaktik rüzgarların bu kadar uzak zamanlarda keşfi, bizimki gibi galaksilerin doğuşu ve evrimi için muazzam ve henüz keşfedilmemiş etkileri oldu. Bu soruları bu çalışmanın devam eden devamında ele alacağız.”

Program başlangıçta bu bilimsel amaç için değil, erken evrende öncelikle galaksiler arası gazı incelemek için tasarlanmıştı. Daha yakındaki kuasarlardan alınan bilgilere dayanarak, bu tür rüzgarların nadir olduğu düşünülüyordu. D’Odorico, “Neyse ki, diyorduk ki, bu özellikler içsel kuasar emisyonunu yeniden yapılandırmayı karmaşıklaştırdığı için, görüş hattı boyunca galaksiler arası ortamı inceleyen işbirliğimizde gökbilimciler tarafından istenmeyenler bunlardı.” “Beklenmedik bir şekilde, bu rüzgarların genç evrende çok yaygın olduğunu gördük, bu da analizimizi karmaşıklaştırdı, ancak bize çok önemli bir sonucu keşfetme fırsatı sundu.”

İtalyan Ulusal Astrofizik Enstitüsü tarafından sağlanmıştır.