Durham Üniversitesi liderliğindeki gökbilimciler, DiRAC HPC tesisinde yerçekimsel mercekleme ve süper bilgisayar simülasyonlarını kullanarak, Güneş’in 30 milyar katından daha büyük bir kütleye sahip, şimdiye kadar bulunan en büyük kara deliklerden birini keşfettiler. Evrende dolaşan ışığı simüle eden bu çığır açan teknik, araştırmacıların ışığın yolunu gerçek Hubble Uzay Teleskobu görüntülerinde görüldüğü gibi doğru bir şekilde tahmin etmelerini sağladı. Keşif dergisinde yayınlandı. Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri.
Gökbilimcilerden oluşan bir ekip, yerçekimsel mercekleme adı verilen bir fenomenden yararlanarak şimdiye kadar bulunan en büyük kara deliklerden birini keşfetti.
ışık bükme yerçekimi
İngiltere’deki Durham Üniversitesi liderliğindeki ekip, ön plandaki bir galaksinin daha uzaktaki bir nesneden gelen ışığı büktüğü ve büyüttüğü yerçekimsel mercekleme kullandı ve DiRAC HPC tesisindeki süper bilgisayar simülasyonları, ekibin ışığın nasıl büküldüğünü yakından incelemesini sağladı. Dünya’dan yüz milyonlarca ışıkyılı uzaklıkta bir galaksinin içindeki bir kara delik.
Ekip, Evrende yüzbinlerce kez seyahat eden ışığı simüle etti ve her simülasyon farklı bir kütle içeriyor.[{” attribute=””>black hole, changing light’s journey to Earth.
An artist’s impression of a black hole, where the black hole’s intense gravitational field distorts the space around it. This warps images of background light, lined up almost directly behind it, into distinct circular rings. This gravitational “lensing” effect offers an observation method to infer the presence of black holes and measure their mass, based on how significant the light bending is. The Hubble Space Telescope targets distant galaxies whose light passes very close to the centers of intervening fore-ground galaxies, which are expected to host supermassive black holes over a billion times the mass of the sun. Credit: ESA/Hubble, Digitized Sky Survey, Nick Risinger (skysurvey.org), N. Bartmann
30 billion times the mass of our Sun
When the researchers included an ultramassive black hole in one of their simulations, the path taken by the light from the faraway galaxy to reach Earth matched the path seen in real images captured by the Hubble Space Telescope.
What the team had found was an ultramassive black hole, an object over 30 billion times the mass of our Sun, in the foreground galaxy – a scale rarely seen by astronomers.
This is the first black hole found using gravitational lensing and the findings were published today (March 29) in the journal Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Gökbilimcilerin 2 milyar ışıkyılı uzaklıktaki bir galakside Güneş’in kütlesinin 30 milyar katı olan bir kara deliği keşfetmek için kütleçekimsel merceklemeyi nasıl kullandıklarını gösteren bir video. Kredi bilgileri: Durham Üniversitesi
Kozmik zamanda geriye bakmak
Bildiğimiz en büyük kara deliklerin çoğu, kara deliğin yakınına çekilen maddenin ısındığı ve ışık, X-ışınları ve diğer radyasyon şeklinde enerji saldığı aktif bir durumdadır.
Yerçekimsel mercekleme, şu anda uzak galaksilerde mümkün olmayan, aktif olmayan kara delikleri incelemeyi mümkün kılıyor. Bu yaklaşım, gökbilimcilerin daha önce düşünülenden çok daha fazla aktif olmayan ve ultra kütleli kara delikler keşfetmelerine ve nasıl bu kadar büyüdüklerini araştırmalarına olanak sağlayabilir.
Bu özel keşfin hikayesi, 2004 yılında, Durham Üniversitesi’nden astronom Profesör Alastair Edge’in bir galaksi araştırmasının görüntülerini incelerken kütleçekimsel merceğin dev bir yayı fark etmesiyle başladı.
19 yıl ileri sarın ve bazı son derece yüksek çözünürlüklü görüntülerin yardımıyla NASAHubble teleskobu ve Durham Üniversitesi’ndeki DiRAC COSMA8 süper bilgisayar tesisleri sayesinde, Dr. Nightingale ve ekibi bunu tekrar ziyaret edip daha fazla keşfetmeyi başardı.
Kara deliklerin gizemlerini keşfetmek
Ekip, bunun kara deliklerin gizemlerini daha derinden keşfetmeyi sağlamanın ilk adımı olduğunu ve gelecekteki büyük ölçekli teleskopların gökbilimcilerin boyutları ve ölçekleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için daha da uzaktaki kara delikleri incelemelerine yardımcı olacağını umuyor.
Referans: “Abell 1201: güçlü bir kütleçekimsel mercekte ultra kütleli bir kara deliğin tespiti” yazan JW Nightingale, Russell J Smith, Qiuhan He, Conor M O’Riordan, Jacob A Kegerreis, Aristeidis Amvrosiadis, Alastair C Edge, Amy Etherington, Richard G Hayes, Ash Kelly, John R Lucey ve Richard J Massey, 29 Mart 2023, Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stad587
Araştırma Birleşik Krallık Uzay Ajansı, Kraliyet Cemiyeti, Birleşik Krallık Araştırma ve Yenilik Kurumu’nun (UKRI) bir parçası olan Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (STFC) ve Avrupa Araştırma Konseyi tarafından desteklenmiştir.
Bu çalışmada, DiRAC Yüksek Performanslı Bilgi İşlem tesisi adına Cambridge Üniversitesi ve Durham Üniversitesi tarafından barındırılan DiRAC Yoğun Veri Hizmeti (CSD3) ve DiRAC Yoğun Bellek Hizmeti (COSMA8) kullanıldı.