Araştırmacılar, yaklaşık 11.500 aktif galaktik çekirdekten elde edilen verileri analiz ederek, farklı galaksi türlerinde kara delik kütlesi ile yıldız kütlesi arasında tutarlı bir ilişki keşfettiler.
Bir çalışma Doğa Astronomi süper kütleli kara deliklerin ve onlara ev sahipliği yapan galaksilerin, paylaşılan gaz kaynakları tarafından yönlendirilen ve galaksi türleri arasında tutarlı olan senkronize bir birlikte evrimini ortaya koyuyor. Bu çığır açıcı araştırma, anlayış için hayati bilgiler sağlıyor Kara delik-galaksi dinamikleri ve gelecekteki çalışmaları şekillendirme.
Yeni bir makale, süper kütleli kara deliklerin ve onlara ev sahipliği yapan galaksilerin birlikte evrimine dair kritik yeni bilgiler sağlıyor. Araştırma, Pekin Üniversitesi’nden 2022 yılında mezun olan ve şu anda Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign’e bağlı Dr. Ming-Yang Zhuang ve Pekin Üniversitesi Kavli Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü’nden Prof. Luis C. Ho tarafından yürütüldü. , kara delik kütlesi ile yakın Evrendeki ev sahibi galaksilerin özellikleri arasındaki bağlantıları araştırmak için Pan-STARRS1 3PI Steradian Araştırması’ndan elde edilen verileri kullanarak yaklaşık 11.500 kırmızıya kayma ≤ 0,35 engellenmemiş aktif galaktik çekirdekten (AGN’ler) oluşan ev sahibi galaksilerin yapısal ve fotometrik özelliklerini türetmiştir. Pekin Üniversitesi gazetenin ana bağlı kuruluşudur. “Aktif Galaktik Çekirdeklerin ve Ev Sahibi Galaksilerinin Evrimsel Yolları” başlıklı çalışma geçtiğimiz günlerde yayınlandı. Doğa Astronomi.
Kara Delik-Galaksi İlişkilerinin Gizemi
Süper kütleli kara deliklerin kütleleri ile onları barındıran galaksilerin özellikleri arasında gözlemlenen sıkı korelasyonlar gökbilimcilerin uzun süredir ilgisini çekmektedir. Ancak kara delik-galaksi ilişkilerinin nasıl ortaya çıktığı veya zaman içinde nasıl geliştiği konusunda bir fikir birliğine varılamadı. Kara delik kütlesi ile yakın evrendeki AGN’lerin ev sahibi galaksilerinin özellikleri arasındaki spesifik bağlantı hala belirsizliğini koruyor.
Galaksinin Evrimi ve Senkronizasyonu
Çalışma, aktif olarak biriken kara deliklere sahip galaksilerin, galaksi türünden bağımsız olarak, kara delik kütlesi ile yıldız kütlesi arasında benzer bir ilişki izlediğini buldu. Üstelik bu ilişkide galaksinin konumu, yıldız oluşum düzeyi ve kara delik birikim aktivitesiyle bağlantılı görünüyor.
Sol: Kara delik kütlesi – yıldız kütle düzlemindeki nesnelerin z = 0’a doğru evrimsel yolları. Evrimsel yollar her okun yönü ve uzunluğu ile gösterilir. Kırmızı, yeşil ve mavi elipsler, z≈2 milimetre altı galaksiler (SMG’ler) ve yakındaki parlak kızılötesi galaksiler (LIRG’ler) ve dar çizgili Seyfert 1 galaksileri ( NLS1’ler). Siyah çizgiler, aktif olmayan (ölü) kara deliklerin bulunduğu yerel galaksilerin konumunu gösterir. Sağda: Araştırmada analiz edilen dört örnek düşük kırmızıya kaymalı tip 1 AGN’nin sahte renkli Pan-STARRS1 görüntüleri. Kredi bilgileri: Pekin Üniversitesi
Dr. Zhuang, “Sonuçlarımız, kara delik kütlesi-yıldız kütle düzlemindeki galaksilerin evrimsel yörüngelerini açığa çıkarıyor” dedi. “Galaksinin ve merkezi kara deliğin ortak evrimi, uzun zaman aralıklarında senkronize görünüyor. Aşırı kilolu kara deliklere sahip galaksiler daha fazla yıldız oluşturarak yetişiyor. Sıska kara deliklere sahip olanlar kara deliğin daha fazla yemesini sağlar. Sonunda ikisi mutlu bir dengeye ulaşıyor.
Gaz Temini ve Evrimsel Yol
Kara delik oluşumu ve yıldız oluşumu için ortak bir gaz kaynağının bulunması, nesnelerin yerel ilişkideki kilit adımlı, senkronize büyümesini açıklayabilir. Yerel ilişkinin altında yer alan küçük kütleli kara deliklere sahip nesnelerin evrimsel yolu, kara delik büyümesinin başlangıçta yıldız oluşumunun gerisinde kaldığı, ancak daha sonra gazın daha yüksek yıldız kütlesinde dengelenmesinden sonra durumun tersine döndüğü son simülasyonların önerdiği bir senaryoyu desteklemektedir. Yerel ilişkinin üzerinde aşırı kütleli kara deliklere sahip AGN’ler, erken tip AGN ev sahibi galaksilerdeki aktif yıldız oluşumunun ve bol miktarda gaz içeriğinin tespiti ile tutarlı olarak yıldız kütlesi kazanmaya devam ediyor.
Geri Bildirim Mekanizmaları ve Gelecekteki Araştırma Yönergeleri
Bu yörüngeler, yıldız oluşumunu baskılaması beklenen ışınım modlu AGN geri bildirim mekanizmalarının, ölçeklendirme ilişkisinin altındaki galaksiler için daha az etkili olduğunu göstermektedir. İlişkinin üzerindeki galaksiler için kinetik mod geri bildirimi, uzun vadeli yıldız oluşumunu durdurmakta yetersiz görünüyor.
Prof. Ho, “Bu çalışma, süper kütleli kara deliklerin ve onlara ev sahipliği yapan galaksilerin birlikte evrimi hakkında, evrimsel çalışmalar için kesin bir referans noktası ve çerçeve olarak hizmet edebilecek yeni bilgiler sağlıyor” dedi. “Sonuçlar, kara delikler ve onlara ev sahipliği yapan galaksiler arasındaki karmaşık etkileşimi modelleyen sayısal simülasyonlar için kritik gözlemsel kısıtlamalar sunuyor.”
Editörü “Bu makale, yakın Evren’deki kara delik kütlesi-yıldız kütlesi düzlemindeki galaksilerin evrimsel yollarını araştırıyor, yıldız oluşumu ve kara delik birikiminin özelliklerini birbirine bağlıyor ve aktif galaktik çekirdek geri bildirimi için kritik kısıtlamalar sağlıyor.” Doğa Astronomi çok övüyor. Eleştirmenlerden biri, “Bu makaledeki bulgular son derece ilginç ve kozmik zamanlar boyunca kara delik ve galaksinin birlikte evrimini ve bunların yıldız oluşumu ve birikimini anlamamız açısından oldukça önemli” diyor.
Referans: Ming-Yang Zhuang ve Luis C. Ho, 17 Ağustos 2023, “Aktif galaktik çekirdeklerin ve bunların ev sahibi galaksilerinin evrimsel yolları”, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-023-02051-4
Bu çalışma Çin Ulusal Anahtar Ar-Ge Programı ve Çin Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenmektedir.