İle
Bu sanatçının konsepti, kaotik bir birleşme sürecinde olan iki galaksinin çekirdeklerinde ikamet eden iki kuasarın parlak parıltısını gösteriyor. İki galaksi arasındaki yerçekimsel çekişme, bir yıldız doğumu ateş fırtınasını ateşler. Kuasarlar, uzak galaksilerin merkezlerinden gelen parlak yoğun ışık fenerleridir. Onlar, üzerine düşen maddeyi doymak bilmez bir şekilde besleyen süper kütleli karadeliklerden güç alıyorlar. Bu beslenme çılgınlığı, ev sahibi galaksideki milyarlarca yıldızın ortak ışığını gölgede bırakabilecek bir radyasyon selini serbest bırakır. Birkaç on milyonlarca yıl içinde kara delikler ve galaksileri birleşecek ve kuasar çifti de birleşerek çok daha büyük bir kara delik oluşturacak. Kredi: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
Gökbilimciler, çarpışmanın eşiğinde olan ve aktif olarak beslenen nadir bir çift süper kütleli kara delik veya kuasar keşfettiler. Bu eşsiz sistem, J0749+2255, evren 3 milyar yaşındayken birleşmiş galaksilerde bulundu. Keşif, süper kütleli kara deliklerin ortaya çıkışı ve erken evrendeki birleşmelerin sıklığı hakkında fikir veriyor.
Gökbilimciler, erken evrende, birbirlerinden sadece 10.000 ışıkyılı uzaklıkta, devasa bir çarpışmanın eşiğinde olan ve aktif olarak beslenen iki süper kütleli kara deliği (veya kuasarları) içeren nadir bir keşif yaptılar.
Hawaiʻi’deki iki Maunakea Gözlemevi – WM Keck Gözlemevi ve Gemini North – dahil olmak üzere bir dizi uzay ve yer tabanlı teleskop kullanan araştırmacılar, evren sadece 3 milyar yıl gençken birleşen iki galaksinin içine gömülü kara delik çiftini buldular.
Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi liderliğindeki çalışma, derginin 5 Nisan 2023 tarihli sayısında yayınlandı. Doğa.
Böyle bir sistemi bulmak, birbirine çok yakın olduklarında iki kara deliği ayrı ayrı ayırt etmenin zorluğu nedeniyle zordur. Ancak J0749+2255 olarak adlandırılan bu özel sistemde, her iki kara delik de çok yüksek sıcaklıklarda ısınan gazı ve tozu yiyip bitiren bir beslenme çılgınlığı içindeydi, ikili büyük bir havai fişek gösterisi üretti. Bu aktiviteye kuasar denir, karadelikler ziyafet çekerken elektromanyetik spektrum boyunca muazzam miktarda ışık yaydığında meydana gelen bir fenomen.
J0749+2255 oldukça sıra dışı çünkü sistemde aynı anda aktif olan ve sonunda birleşecek kadar yakın olan bir değil iki kuasar var.
“Evrenin bu erken döneminde çok fazla çift kuasar görmüyoruz. Bu keşfin bu kadar heyecan verici olmasının nedeni de bu” dedi.
Evren sadece 3 milyar yaşındayken var olan bir çift kuasarın Hubble Uzay Teleskobu fotoğrafı. Bir çift çarpışan galaksinin içine gömülüdürler. Kuasarlar, tek bir galaksinin boyutundan daha azıyla ayrılır. Kuasarlar, kendilerini gaz, toz ve yerçekimsel kavrayışları dahilindeki diğer her şeyle doldururken vahşi enerji pınarlarını patlatan doymak bilmez, süper kütleli kara delikler tarafından desteklenir. Kara delikler sonunda birleşecek. Kredi: NASA, ESA, Yu-Ching Chen (UIUC), Hsiang-Chih Hwang (IAS), Nadia Zakamska (JHU), Yue Shen (UIUC)
ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) Gaia uzay gözlemevi, genç evrende yakından hizalanmış iki ışık işaretini gösteren görüntüleri yakalayarak ilk olarak çözülmemiş çift kuasar tespit etti. Chen ve ekibi daha sonra NASA‘S Hubble uzay teleskobu ışık noktalarının aslında bir çift süper kütleli karadelikten geldiğini doğrulamak için.
Bunu çok dalga boyu gözlemleri takip etti; Araştırmacılar, Keck Gözlemevi’nin uyarlanabilir optik sistemiyle birlikte ikinci nesil Yakın Kızılötesi Kamerasını (NIRC2) ve Gemini North’u, NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi’ni ve New Mexico’daki Çok Büyük Dizili radyo teleskopları ağını kullanarak çifte doğruladılar. kuasar, yerçekimsel mercekleme ile yaratılan aynı kuasarın iki görüntüsü değildi.
“Doğrulama süreci kolay değildi ve sonunda bu sistemin, sözgelimi yerçekimsel olarak merceklenmiş bir kuasarın iki görüntüsü yerine gerçekten bir çift kuasar olduğunu doğrulamak için X-ışınlarından radyoya kadar spektrumu kapsayan bir dizi teleskopa ihtiyacımız vardı. Illinois Üniversitesi’nden bir astronom olan ortak yazar Yue Shen dedi.
Teleskoplar uzak geçmişe baktığı için, bu ikili kuasar artık mevcut değil. Aradan geçen 10 milyar yıl boyunca, onların ev sahibi gökadaları muhtemelen bugün yerel evrende görülenler gibi dev bir eliptik gökadaya yerleşmişlerdir. Ve kuasarlar devasa, süper kütleli olmak için birleştiler. Kara delik merkezinde.
Yakındaki dev eliptik galaksi M87, Güneşimizin kütlesinin 6,5 milyar katı ağırlığında korkunç bir kara deliğe sahiptir. Belki de bu kara delik, son milyarlarca yılda bir veya daha fazla galaksi birleşmesinden büyümüştür.
Büyük galaksilerin birleşmeler yoluyla oluştuğuna dair artan kanıtlar var. Daha küçük sistemler bir araya gelerek daha büyük sistemler ve daha büyük yapılar oluşturur. Bu süreç sırasında, birleşen galaksiler içinde oluşan süper kütleli karadelik çiftleri olmalıdır.
Chen, “Kara deliklerin ata popülasyonu hakkında bilgi sahibi olmak, sonunda bize erken evrende süper kütleli kara deliklerin ortaya çıkışı ve bu birleşmelerin ne sıklıkta olabileceği hakkında bilgi verecektir” dedi.
Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nden ortak yazar Xin Liu, “Erken ikili kuasar popülasyonunun buzdağının bu ucunu açıklamaya başlıyoruz” dedi. “Bu, bu çalışmanın benzersizliğidir. Aslında bize bu popülasyonun var olduğunu söylüyor ve şimdi tek bir galaksinin boyutundan daha azıyla ayrılmış çift kuasarları tespit etmek için bir yöntemimiz var.”
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi için, bkz. Birleşen Gökada Çiftleri Çarpışma Rotasında Kara Delikleri Ateşliyor.
Referans: “Z = 2.17’de bir disk-disk gökada birleşiminde yakın bir kuasar çifti”, Yu-Ching Chen, Xin Liu, Adi Foord, Yue Shen, Masamune Oguri, Nianyi Chen, Tiziana Di Matteo, Miguel Holgado, Hsiang-Chih Hwang ve Nadia Zakamska, 5 Nisan 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-05766-6