Üç büyük kara deliği içeren nadir ve tuhaf bir kozmik olay, benzeri görülmemiş bir fenomenin keşfedilmesine yol açtı: inanılmaz hızlarda hareket eden ve arkasında 200.000 ışıkyılı uzunluğunda yeni doğmuş yıldızlar bırakan süper kütleli bir kara delik. NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu tarafından tesadüfen yakalanan bu olağanüstü yıldız oluşumu izi, galaksiler arası uzayda hızla ilerleyen ve önündeki gaza çarparak yeni yıldız oluşumunu tetikleyen kara deliğin sonucudur. Bir galaktik bilardo oyunu olarak tanımlanan olay, muhtemelen süper kütleli karadelikler arasındaki birden fazla çarpışmanın sonucu ve gökbilimcileri James Webb Uzay Teleskobu ve Chandra X-ışını Gözlemevi ile daha fazla araştırmaya hevesli bırakıyor.
200.000 Işıkyılı Uzunluğunda Tuhaf Bir Köprü, Bir Galaksiyi Kaçan Kara Deliğine Bağlıyor
Evren o kadar kaprislidir ki, gözden kaçabilecek en ufak bir şey bile derin anlamlar taşıyabilir. Yale astronomu Pieter van Dokkum’un başına gelen de buydu.[{” attribute=””>Hubble Space Telescope images and noticed a suspected blemish that looked like a scratch on photographic film. For Hubble’s electronic cameras, cosmic rays skimming along the detector look like “scratches.” But once spectroscopy was done on the oddball streak van Dokkum realized it was really a 200,000-light-year-long chain of young blue stars located over halfway across the universe! van Dokkum and his colleagues believe that it stretches between a runaway monster back hole and the galaxy it was ejected from. The black hole must be compressing gas along its wake, which condenses to form stars. Nothing like it has ever been seen anywhere else in the universe before.
This is an artist’s impression of a runaway supermassive black hole that was ejected from its host galaxy as a result of a tussle between it and two other black holes. As the black hole plows through intergalactic space it compresses tenuous gas in front to it. This precipitates the birth of hot blue stars. This illustration is based on Hubble Space Telescope observations of a 200,000-light-year-long “contrail” of stars behind an escaping black hole. Credit: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)
Hubble Space Telescope Sees Possible Runaway Black Hole Creating a Trail of Stars
There’s an invisible monster on the loose, barreling through intergalactic space so fast that if it were in our solar system, it could travel from Earth to the Moon in 14 minutes. This supermassive black hole, weighing as much as 20 million Suns, has left behind a never-before-seen 200,000-light-year-long “contrail” of newborn stars, twice the diameter of our Milky Way galaxy. It’s likely the result of a rare, bizarre game of galactic billiards among three massive black holes.
Rather than gobbling up stars ahead of it, like a cosmic Pac-Man, the speedy black hole is plowing into gas in front of it to trigger new star formation along a narrow corridor. The black hole is streaking too fast to take time for a snack. Nothing like it has ever been seen before, but it was captured accidentally by NASA’s Hubble Space Telescope.
“We think we’re seeing a wake behind the black hole where the gas cools and is able to form stars. So, we’re looking at star formation trailing the black hole,” said Pieter van Dokkum of Yale University in New Haven, Connecticut. “What we’re seeing is the aftermath. Like the wake behind a ship we’re seeing the wake behind the black hole.” The trail must have lots of new stars, given that it is almost half as bright as the host galaxy it is linked to.
Kara delik, ana galaksisine kadar uzanan sütunun bir ucunda yer alır. Kolonun en dış ucunda oldukça parlak bir iyonize oksijen düğümü vardır. Araştırmacılar, gazın muhtemelen kara deliğin gaza çarpma hareketinden şoklanıp ısındığına veya kara deliğin etrafındaki bir birikim diskinden radyasyon olabileceğine inanıyor. “Önündeki gaz, gazın içinde hareket eden kara deliğin bu süpersonik, çok yüksek hızlı etkisi nedeniyle şok oluyor. Tam olarak nasıl çalıştığı tam olarak bilinmiyor” dedi van Dokkum.
Van Dokkum, “Bu, rastladığımız saf şans,” diye ekledi. Yakındaki bir cüce galakside küresel yıldız kümeleri arıyordu. “Hubble görüntüsünü tarıyordum ve sonra küçük bir çizgimiz olduğunu fark ettim. Hemen ‘ah, kamera detektörüne çarpan ve doğrusal bir görüntüleme artefaktına neden olan bir kozmik ışın’ diye düşündüm. Kozmik ışınları ortadan kaldırdığımızda onun hala orada olduğunu anladık. Daha önce gördüğümüz hiçbir şeye benzemiyordu.”
Bu Hubble Uzay Teleskobu arşiv fotoğrafı, ilk önce Hubble’ın kameralarından bir görüntüleme eseri olarak görülüp reddedilecek kadar sıra dışı olan ilginç bir doğrusal özelliği yakalıyor. Ancak takip eden spektroskopik gözlemler, bunun 200.000 ışıkyılı uzunluğunda genç mavi yıldızlardan oluşan bir zincir olduğunu ortaya koyuyor. Sol altta köprünün ucunda süper kütleli bir kara delik yatıyor. Kara delik, sağ üstteki galaksiden fırlatıldı. Ardında gazı sıkıştırarak genç mavi yıldızlardan oluşan uzun bir iz bıraktı. Evrende daha önce böyle bir şey görülmedi. Bu alışılmadık olay, evren şu anki yaşının yaklaşık olarak yarısına geldiğinde meydana geldi. Kredi: Bilim: NASA, ESA, Pieter van Dokkum (Yale), Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI)
Çok garip olduğu için van Dokkum ve ekibi Hawaii’deki WM Keck Gözlemevleri ile takip spektroskopisi yaptı. Yıldız izini “oldukça şaşırtıcı, çok, çok parlak ve çok sıra dışı” olarak tanımlıyor. Bu, ev sahibi galaksiyi çevreleyen bir gaz halesi içinden uçan bir kara deliğin sonrasına baktığı sonucuna götürdü.
Bu galaksiler arası fırlama, muhtemelen süper kütleli karadeliklerin çoklu çarpışmalarının sonucudur. Gökbilimciler ilk iki galaksinin belki de 50 milyon yıl önce birleştiğinden şüpheleniyorlar. Bu, merkezlerinde iki süper kütleli kara deliği bir araya getirdi. İkili bir kara delik gibi birbirlerinin etrafında dönüyorlardı.
Sonra kendi süper kütleli kara deliğiyle başka bir galaksi geldi. Bu eski deyimi izler: “iki arkadaştır ve üç kalabalıktır.” Onu karıştıran üç kara delik, kaotik ve kararsız bir konfigürasyona yol açtı. Kara deliklerden biri diğer iki kara deliğin momentumunu çaldı ve ev sahibi galaksinin dışına fırlatıldı. Orijinal ikili bozulmadan kalmış olabilir veya yeni araya giren kara delik, orijinal ikilideki ikisinden birinin yerini almış ve önceki yoldaşı atmış olabilir.
Tek kara delik bir yönde hareket ettiğinde, ikili kara delikler zıt yönde fırladı. Ev sahibi galaksinin karşı tarafında görülen, kaçak ikili kara delik olabilecek bir özellik var. Bunun dolaylı kanıtı, galaksinin çekirdeğinde kalan aktif bir kara deliğin izinin olmamasıdır. Bir sonraki adım, NASA’lar ile takip gözlemleri yapmaktır. James Webb Uzay Teleskobu ve kara delik açıklamasını doğrulamak için Chandra X-ışını Gözlemevi.
NASA’nın yaklaşmakta olan Nancy Grace’i Roma Uzay Teleskobu Hubble’ın mükemmel çözünürlüğü ile evrenin geniş açılı bir görüntüsüne sahip olacak. Bir tarama teleskopu olarak, Roma gözlemleri, evrenin başka yerlerinde bu nadir ve olasılık dışı “yıldız çizgilerinden” daha fazlasını bulabilir. Bu gerekebilir makine öğrenme van Dokkum’a göre, diğer astronomik veriler denizinde belirli tuhaf şekilleri bulmada çok iyi olan algoritmalar kullanıyor.
Araştırma makalesi 6 Nisan’da yayınlandı. bu Astrofizik Dergi Mektupları.
Kaynak: Pieter van Dokkum, Imad Pasha, Maria Luisa Buzzo, Stephanie LaMassa, Zili Shen, Michael A. Keim, Roberto Abraham, Charlie Conroy, Shany Danieli , Kaustav Mitra, Daisuke Nagai, Priyamvada Natarajan, Aaron J. Romanowsky, Grant Tremblay, C. Megan Urry ve Frank C. van den Bosch, 6 Nisan 2023, Astrofizik Dergi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/acba86
Hubble Uzay Teleskobu, NASA ve ESA arasındaki uluslararası işbirliği projesidir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu yönetiyor. Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), Hubble bilim operasyonlarını yürütür. STScI, Washington, DC’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından NASA için işletilmektedir.