Bu çizim, aktif gökada 1ES 1927+654’ün son alevlenmesinden önceki yığılma diskini, koronasını (diskin üzerinde soluk, konik girdaplar) ve süper kütleli kara deliğini göstermektedir. Kredi: NASA/Sonoma Eyalet Üniversitesi, Aurore Simonnet
1ES 1927+654 olarak bilinen galakside tuhaf bir şeyler oluyor: 2017’nin sonlarında ve bilim adamlarının açıklayamadığı nedenlerden dolayı, bu galaksinin kalbinde oturan süper kütleli kara delik büyük bir kimlik krizi geçirdi. Aktif galaktik çekirdekler (AGN) olarak bilinen bir karadelik sınıfına ait olacak kadar parlak olan zaten parlak olan nesne, aylar boyunca aniden çok daha parlak hale geldi ve görünür ışıkta normalden yaklaşık 100 kat daha fazla parladı. .
Şimdi, Boulder’daki Colorado Üniversitesi’nden (CU Boulder) bilim adamları da dahil olmak üzere uluslararası bir astrofizik ekibi, bu değişimin nedenini saptamış olabilir. içinden geçen manyetik alan çizgileri[{” attribute=””>black hole appear to have flipped upside down, causing a quick but fleeting change in the object’s properties. It was as if compasses on Earth suddenly began pointing south instead of north.
The findings, published on May 5, 2022, in The Astrophysical Journal, could change how scientists look at supermassive black holes, said study coauthor Nicolas Scepi.
“Normally, we would expect black holes to evolve over millions of years,” said Scepi, a postdoctoral researcher at JILA, a joint research institute between CU Boulder and the National Institute of Standards and Technology (NIST). “But these objects, which we call changing-look AGNs, evolve over very short time scales. Their magnetic fields may be key to understanding this rapid evolution.”
Scepi, alongside JILA Fellows Mitchell Begelman and Jason Dexter, first theorized that such a magnetic flip-flop could be possible in 2021.
Draco takımyıldızında 236 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan bir galaksi olan 1ES 1927+654’ün olağandışı patlamasını keşfedin. Milyonlarca güneş kütleli kara deliğin etrafındaki manyetik alanın aniden tersine dönmesi patlamayı tetiklemiş olabilir. Kredi: NASAGoddard Uzay Uçuş Merkezi
Yeni çalışma bu fikri destekliyor. İçinde, NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nden Sibasish Laha liderliğindeki bir ekip, bu uzak nesne hakkında şimdiye kadarki en kapsamlı verileri topladı. Grup, yerdeki ve uzaydaki yedi teleskop dizisinden gözlemler yaparak, 1ES 1927+654’ten gelen radyasyon akışını, AGN parlak bir şekilde parlayıp sonra tekrar kısılırken izledi.
Gözlemler, süper kütleli kara deliklerin manyetik alanlarının bilim adamlarının bir zamanlar inandığından çok daha dinamik olabileceğini gösteriyor. Ve Begelman, bu AGN’nin muhtemelen yalnız olmadığını belirtti.
Astrofizik ve Gezegen Bilimleri (APS) Bölümü’nde profesör olan Begelman, “Bunu bir durumda gördüysek, kesinlikle tekrar göreceğiz” dedi. “Artık ne arayacağımızı biliyoruz.”
Sıra dışı bir kara delik
Begelman, AGN’lerin bilinen evrendeki en aşırı fizikten bazılarından kaynaklandığını açıkladı.
Bu canavarlar, süper kütleli kara delikler etraflarındaki galaksilerden büyük miktarlarda gaz çekmeye başladığında ortaya çıkar. Suyun bir kanal etrafında dönmesi gibi, bu malzeme kara deliğe yaklaştıkça daha hızlı ve daha hızlı dönecek ve bilim adamlarının milyarlarca ışıkyılı uzaklıktan görebileceği yoğun ve çeşitli radyasyon üreten parlak bir “toplanma diski” oluşturacaktır.
Bu toplanma diskleri ayrıca ilginç bir özelliği de ortaya çıkarıyor: Merkezi kara deliğin etrafını saran ve Dünya’nın kendi manyetik alanı gibi, kuzey veya güney gibi farklı bir yönü gösteren güçlü manyetik alanlar üretiyorlar.
APS’de yardımcı doçent olan Dexter, “Event Horizon Teleskobu ve diğer gözlemlerden manyetik alanların gazın kara deliklere nasıl düştüğünü etkilemede önemli bir rol oynayabileceğine dair giderek artan kanıtlar var” dedi.
Bu, 1ES 1927+654’ün kalbindeki gibi bir AGN’nin teleskoplardan ne kadar parlak göründüğünü de etkileyebilir.
Mayıs 2018’e kadar, bu nesnenin enerji dalgalanması bir zirveye ulaştı ve daha fazla görünür ışık yaydı, aynı zamanda normalden çok daha fazla ultraviyole radyasyonu yaydı. Aynı zamanda, AGN’nin X-ışını radyasyonu emisyonları azalmaya başladı.
Scepi, “Normalde, ultraviyole yükselirse, X-ışınlarınız da yükselir” dedi. “Ama burada, ultraviyole yükselirken, X-ışını çok azaldı. Bu çok sıra dışı.”
Başını çevirerek
JILA’daki araştırmacılar bu olağandışı davranış için olası bir cevap önerdi geçen yıl yayınlanan bir makalede.
Begelman, bu özelliklerin sürekli olarak uzaydan gaz çektiğini ve bu gazın bir kısmının manyetik alanlar da taşıdığını açıkladı. AGN kendi yönünün tersini gösteren manyetik alanları çekerse (örneğin kuzey yerine güneyi gösterirler) o zaman kendi alanı zayıflayacaktır. Bu biraz, bir halatla ipi bir yöne çeken bir halat çekme takımının, rakiplerinin diğer yöne çekme çabalarını boşa çıkarmasına benziyor.
JILA ekibi teoriye göre bu AGN ile kara deliğin manyetik alanı o kadar zayıfladı ki baş aşağı döndü.
Begelman, “Temelde manyetik alanı tamamen siliyorsunuz” dedi.
Yeni çalışmada, NASA liderliğindeki araştırmacılar, 1ES 1927+654’ten toplayabildikleri kadar çok gözlem toplamaya başladılar.
Ultraviyole ve X-ışını radyasyonu arasındaki kopukluk, duman tabancası olduğu ortaya çıktı. Astrofizikçiler, zayıflayan bir manyetik alanın bir AGN’nin fiziğinde böyle bir değişikliğe neden olacağından şüpheleniyorlar – kara deliğin yığılma diskini kaydırarak daha fazla morötesi ve görünür ışık ve paradoksal olarak daha az X-ışını radyasyonu yayması. Başka hiçbir teori, araştırmacıların gördüklerini açıklayamazdı.
AGN’nin kendisi sessizleşti ve 2021 yazına kadar normale döndü. Ancak Scepi ve Begelman olayı doğal bir deney olarak görüyorlar – bu nesnelerin parlak radyasyon ışınlarını nasıl beslediği hakkında daha fazla bilgi edinmek için kara deliğe yakın bir araştırma yapmanın bir yolu. Bu bilgi, bilim adamlarının gece gökyüzünde daha garip AGN’ler bulmak için tam olarak ne tür sinyaller aramaları gerektiğini bilmelerine yardımcı olabilir.
Scepi, “Belki daha önce gözlemlenmiş bazı benzer olaylar vardır – henüz onları bilmiyoruz” dedi.
Referans: Sibasish Laha (NASA-GSFC), Eileen Meyer, Agniva tarafından “Etkin Galaktik Nucleus 1ES~1927+654’ün parlama öncesi ve sonrası durumlarından esrarengiz değişen görünümün bir radyo, optik, UV ve X-ışını görünümü” Roychowdhury, Josefa Becerra González, JA Acosta-Pulido, Aditya Thapa, Ritesh Ghosh, Ehud Behar, Luigi C. Gallo, Gerard A. Kriss, Francesca Panessa, Stefano Bianchi, Fabio La Franca, Nicolas Scepi, Mitchell C. Begelman Longinotti, Elisabeta Lusso, Samantha Oates, Matt Nicholl ve S. Bradley Cenko, 18 Mayıs 2022, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/ac63aa
arXiv:2203.07446
Yeni çalışmanın diğer ortak yazarları arasında ABD’deki Baltimore County’deki Maryland Üniversitesi’nden araştırmacılar; İspanya’da Instituto de Astrofísica de Canarias; Hindistan’da Üniversiteler Arası Astronomi ve Astrofizik Merkezi; İsrail’de Technion; ABD’de Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü; İtalya’daki Ulusal Astrofizik Enstitüsü; İtalya’daki Roma Tre Üniversitesi; Meksika Ulusal Özerk Üniversitesi; İtalya’daki Floransa Üniversitesi; ve Birmingham Üniversitesi Birleşik Krallık’ta.