Bu sanatçının izlenimi, Hawai’i’deki Gemini North da dahil olmak üzere bir dizi yer ve uzay tabanlı teleskop kullanan gökbilimcilerin, Evren’in yok olduğu dönemde görülen, birbiriyle yakından ilişkili bir enerjik kuasar ikilisi -birleşen bir çift gökadanın ayırt edici özelliği- ortaya çıkardığını gösteriyor. sadece üç milyar yaşında. Bu keşif, galaksilerin öfkeli yıldız oluşumu patlamaları geçirdiği Evren tarihinde bir dönem olan “kozmik öğle vakti” galaksilerin evrimine ışık tutuyor. Bu birleşme aynı zamanda dev bir eliptik gökada olma eşiğindeki bir sistemi de temsil ediyor. Kredi: Uluslararası İkizler Gözlemevi/NOIRLab/NSF/AURA/M. Zamani, J. da Silva
Gemini North, dev bir eliptik gökada olmanın eşiğindeki kozmik sistemin doğasını doğrulamaya yardımcı oluyor.
Hawai’i’deki Gemini North da dahil olmak üzere bir dizi yer ve uzay tabanlı teleskop kullanan gökbilimciler, Evren sadece üç milyar yaşındayken görülen, birbiriyle yakından ilişkili bir enerjik kuasar ikilisi – bir çift birleşen gökadanın ayırt edici özelliği – ortaya çıkardılar. . Bu keşif, galaksilerin öfkeli yıldız oluşumu patlamaları geçirdiği Evren tarihinde bir dönem olan “kozmik öğle vakti” galaksilerin evrimine ışık tutuyor. Bu birleşme aynı zamanda dev bir eliptik gökada olma eşiğindeki bir sistemi de temsil ediyor.
Galaksiler, diğer galaksilerle birleşerek, milyarlarca yıldızını harmanlayarak, kuvvetli yıldız oluşumu patlamalarını tetikleyerek ve çoğu zaman tüm galaksiyi gölgede bırakan parlak kuasarlar üretmek için merkezi süper kütleli kara deliklerini besleyerek büyür ve gelişir. Bu birleşmelerden bazıları sonunda, Güneşimizin kütlesinin milyarlarca katı olan kara delikler içeren devasa eliptik galaksiler haline gelir. Gökbilimciler, kendi kozmik mahallemizde birden fazla kuasarla birleşen galaksilerin gerçek bir hayvanat bahçesini gözlemleseler de, Evren şu anki yaşının sadece dörtte biriyken görülen daha uzak örnekler oldukça nadirdir ve bulunması son derece zordur.
NSF’ler tarafından işletilen Uluslararası İkizler Gözlemevi’nin yarısı olan Gemini North da dahil olmak üzere çok sayıda yer ve uzay tabanlı gözlemevinden yararlanarak NOIRLab – gökbilimcilerden oluşan bir ekip, yakından bağlı bir çift süper kütleli karadeliği aktif olarak besleyen kuasarları keşfetti. Bu keşif, aynı galaktik bölgede bir çift süper kütleli kara deliğin “kozmik öğlen”de (Evrenin sadece üç milyar yaşında olduğu bir zamanda, çılgın bir yıldız oluşumu dönemi) doğrulanmış ilk tespitidir.
Önceki gözlemler, iki galaksinin hala açıkça ayrı varlıklar olarak kabul edilebildiği, birleşmenin ilk aşamalarında benzer sistemler tanımlamıştı. Ancak bu yeni sonuçlar, bir çift kuasarın o kadar yakın bir mesafede parladığını gösteriyor ki, birbirlerinden sadece 10.000 ışıkyılı uzaklıkta, orijinal ev sahibi gökadaları muhtemelen tek bir dev eliptik gökada olma yolunda ilerliyor.
Bu erken çağda birbirine çok yakın olan süper kütleli karadelik çiftlerini aramak, samanlıkta meşhur iğneyi bulmaya çalışmak gibidir. Zorluk, çoğu kara delik çiftinin ayrı ayrı ayırt edilemeyecek kadar yakın olmasıdır. Böyle bir sistemi kesin olarak tespit etmek için, iki süper kütleli kara deliğin, son derece nadir koşullar olan, aynı anda kuasarlar olarak aktif bir şekilde birikip parlaması gerekir. İstatistiksel olarak, her 100 süper kütleli karadelik için, belirli bir zamanda yalnızca biri aktif olarak birikiyor olmalıdır.
Ancak gökbilimciler, uzaktaki Evrenin, birleşen galaksilerin içine gömülü süper kütleli karadelik çiftleriyle dolu olması gerektiğini biliyorlar. Böyle bir sistemin ilk ipuçları, uzak Evren’de yakından hizalanmış iki ışık noktasını ortaya çıkaran NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobu’ndan alınan verilerde bulundu.
Ekip, bu sistemin gerçek doğasını doğrulamak için ESA’nın Gaia gözlemevinin geniş veri tabanını aradı ve bu sistemin, bir sistemdeki düzensiz değişikliklerin sonucu olabilecek bariz bir “sallantıya” sahip olduğunu buldu. Kara delikbesleme etkinliği.
Ekip daha sonra Gemini Kuzey üzerinde Gemini Çoklu Nesne Spektrografını (GMOS) ve GNIRS’i kullandı; bir ön plan yıldızı ile. WM Keck Gözlemevi, NSF’nin Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi ve NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi ile yapılan ileri çalışmalar da bu gözlemlerin doğrulanmasına yardımcı oldu.
“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.
“Bu erken zamanda çok fazla çift kuasar görmüyoruz. İşte bu yüzden bu keşif çok heyecan verici. Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nden yüksek lisans öğrencisi Yu-Ching Chen, “Karadeliklerin ata popülasyonu hakkında bilgi sahibi olmak, sonunda bize Evren’in erken dönemlerinde süper kütleli karadeliklerin ortaya çıkışı ve bu birleşmelerin ne sıklıkta olabileceği hakkında bilgi verecektir” dedi. dergide yayınlanan bu çalışmanın baş yazarı Doğa.
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi için:
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