Süper kütleli bir kara delik ve jeti, hepsi tek bir resimde

Mayıs 2022’de Event Horizon Telescope (EHT) ekibi, M87’nin merkezi kara deliğinin ilk radyo görüntüsünü yayınladı. Dünya çapında bir dizi radyo teleskop kullanılarak yapılan gözlemlere dayanan çarpıcı bir keşifti. Son zamanlarda, kara deliğin “ışık halkası”nın daha yeni ve daha keskin bir görüntüsünü yeniden yayınladılar.

Şimdi, Avrupa, Kore ve Çin’den bir gökbilimciler ekibi, işleri bir adım öteye taşıdı. Bu hafta, bu canavarın başka bir harika görüntüsünü yayınladılar, bu sefer biraz farklı bir radyo emisyonu aralığında. Süper kütleli kara delik, onun ışık halkası ve ünlü yüksek hızlı jet arasındaki bağlantıyı açıkça gösteriyor.

Bu son görüntü, çok çeşitli radyo teleskopları kullanılarak yapılmıştır. Küresel mm Çok Büyük Temel Dizini (GMVA), Atacama Büyük Milimetre Dizisi (ALMA) ve Grönland Teleskobu’ndan (GLT) oluşuyordu. Kombine gözlemleri, galaktik çekirdeğin etrafındaki bölgede çok küçük ayrıntılar gösterdi. İlk kez nesnenin üç ana parçası da aynı görüntüde.

2018 yılında alınan gözlemler, EHT görüntüsünden daha uzun dalga boyunda yayılan radyo ışığındaki bölgeyi gösteriyor. 1,3 mm yerine 3,5 mm’de. Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nden Thomas Krichbaum, “Bu dalga boyunda, jetin merkezi süper kütleli kara deliğin etrafındaki emisyon halkasından nasıl çıktığını görebiliriz” diyor. M87’den uzaklaşan malzeme astrofiziksel bir jettir. Bir dönme ekseni boyunca yüksek hızda akan aşırı ısıtılmış (iyonize) madde içerir.

Kara deliğin büyük resmini elde etmek

Son görüntüdeki yapıları anlamak için onlar hakkında daha çok şey bilmemiz gerekiyor. Galaksilerin çekirdeklerindeki süper kütleli karadeliklerin muazzam derecede güçlü yerçekimi kuyuları olduğunu biliyoruz. Hiçbir şey kaçamaz çünkü mahalledeki hemen hemen her şeyi emerler. Bu canavarların oluşumu hala tam olarak anlaşılamamıştır. Ama mahallelerine neler yaptıklarını gözlemleyebiliyoruz.

M87 durumunda, kara deliğin içine malzeme akıtan bir birikim diski vardır. Öte yandan jet, bazı malzemelerin kaçmasına yardımcı olur. Böylesine muazzam bir jetin nasıl yaratılabileceğini anlamak, astronomide uzun süredir devam eden bir sorundur. Muhtemelen çevredeki birikim diskinin içindeki bir tür aktivitenin sonucu olarak oluşur.

Jet oluşumu muhtemelen karışık manyetik alanları da içerir. Bununla birlikte, astronomlar hala tüm detaylar konusunda net değiller. Çin’deki Şanghay Astronomi Gözlemevi’nden Ru-Sen Lu, “Kara delikleri çevreleyen bölgeden jetlerin fırlatıldığını biliyoruz, ancak bunun gerçekte nasıl olduğunu hala tam olarak anlamıyoruz. Bunu doğrudan incelemek için gözlemlememiz gerekiyor. jetin kaynağı kara deliğe mümkün olduğunca yakın.”

Yeni görüntü ayrıca, jetin tabanının karadeliğe dönen madde diskiyle nasıl bağlandığını da gösteriyor. Önceki gözlemler, o diskin ve jetin ayrı görüntülerini gösterdi. Böylece, ilk kez her iki özellik bir arada gözlemleniyor. Güney Kore’deki Kyungpook Ulusal Üniversitesi’nden ve Almanya’daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nden ekip üyesi Jae-Young Kim, “Bu yeni görüntü, kara delik ve jet etrafındaki bölgeyi aynı anda göstererek resmi tamamlıyor” dedi.

yüzüğü araştırmak

M87’nin süper kütleli kara deliğini çevreleyen ışık halkası, çalışmanın başka bir büyüleyici kısmı. Aslında bu bir tür optik yanılsamadır. Madde etrafında dönerken, diğer maddelerle sürtünme ve manyetik alanlarla etkileşim yoluyla ısınır. Bu da ışık yaymasına neden olur. Kara deliğin güçlü yerçekimi etkisi bükülür ve ışığın bir kısmını yakalar. Bu, bir yüzük gibi görünen şeyi yaratır. Bunu M87’nin kara deliğinin EHT görüntüsünde görebiliriz.

Yüzüğün yeni gözlemleri 2018’de yapıldı ve şimdi bilimi tartışan bir makale (aşağıda) ile birlikte yayınlanıyor. GMVA ağı tarafından gözlemlenen halkanın boyutu, EHT görüntüsüne kıyasla kabaca %50 daha büyüktür. Tayvan’daki Academia Sinica’dan Keiichi Asada, “Daha büyük ve daha kalın halkanın fiziksel kökenini anlamak için, farklı senaryoları test etmek üzere bilgisayar simülasyonları kullanmak zorunda kaldık.” Sonuçlar, yeni görüntünün EHT ile gözlemlenebilecek olandan daha fazla karadeliğe doğru düşen malzemeyi ortaya çıkardığını gösteriyor.

M87’nin kara deliği için daha fazla gözlem planlanıyor

Jet ve kara deliğin bu yeni gözlemi, sistemin ilk yeni nesil görünümüdür. Gelecekteki çalışmalar, bir araya getirilmiş radyo teleskop ağları ile devam edecek. Kara delikler ve jetleri arasındaki bağlantıyı araştırmaya devam edecekler. Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nden Eduardo Ros, “Jet emisyonunu daha fazla incelemek için M87’nin merkezindeki kara deliğin etrafındaki bölgeyi farklı radyo dalga boylarında gözlemlemeyi planlıyoruz” dedi.

Bu diziyi ve EHT’yi kullanarak eşzamanlı gözlemler, ekibin süper kütleli kara deliğin yakınında meydana gelen tüm karmaşık eylemleri çözmesine izin verecektir. Sadece jetle değil, jetin fırlatıldığı toplanma diskinin fiziği ve faaliyetleriyle de ilgilenecekler. Ros, “Evrendeki en gizemli bölgelerden birinin yakınında neler olduğu hakkında daha fazla şey öğrenebileceğimiz için önümüzdeki yıllar heyecan verici olacak” dedi.