H1821+643 kuasarını inceleyen gökbilimciler, onun çevresi üzerinde beklenenden daha az etkili olduğunu ve tipik kara delik davranışına meydan okuduğunu buldu. Kredi bilgileri: SciTechDaily.com
Kuasar yüksek düzeyde radyasyon ve güçlü jetler üretiyor ancak çevresi üzerinde beklenenden daha az etkiye sahip.
Gökbilimciler parlak bir süper kütleli maddenin varlığını ortaya çıkardılar. Kara delik beklentileri karşılayamıyor. Her ne kadar yüksek seviyede radyasyon ve güçlü jetlerden sorumlu olsa da bu dev kara delik, çevresi üzerinde diğer galaksilerdeki benzerleri kadar etkili değil.
Eberly Ailesi Astronomi ve Astrofizik Kürsüsü Profesörü ve Penn State’de fizik profesörü W. Niel Brandt’ın da aralarında bulunduğu bir ekip tarafından bu sonuçları açıklayan bir makale, The Guardian’da yayımlandı. Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri.
En Yakın Kuasarın Yakın Çekimi
Verileri kullanan çalışma, NASAChandra X-ışını Gözlemevi, Dünya’ya en yakın kuasar’ı inceledi. H1821+643 olarak bilinen bu kuasar, Dünya’dan yaklaşık 3,4 milyar ışık yılı uzaklıkta ve bir gökada kümesinde yer alıyor. Kuasarlar, maddeyi öfkeyle içe doğru çeken, yoğun radyasyon ve bazen de güçlü jetler üreten, nadir ve ekstrem bir süper kütleli kara delik sınıfıdır.
Brandt, “Uzun zamandır bu olağanüstü kuasar’ı Chandra’nın keskin görüş yeteneğiyle daha iyi araştırmayı arzuluyordum” dedi. “Bu kuasarın ‘kabuğunun’ ‘ısırığından’ daha kötü olacağından şüpheleniyordum; yani etkileyici pirotekniği, benzer derecede etkileyici çevresel etkiye işaret etmiyor. İnatçı kararlılığımızın sonunda meyvesini vermesine ve şüphelerimi doğrulamasına çok sevindim!”
Bu görüntünün merkezinde, gökbilimcilerin yoğun radyasyon üretmesine ve Çok Büyük Dizi’den alınan radyo verilerinde kırmızı renkte görülen bir parçacık jeti üretmesine rağmen beklenenin altında performans gösterdiğini tespit ettiği hızla büyüyen süper kütleli bir kara delik olan H1821+643 kuasarını görüyoruz. Bir gökada kümesinin ortasında yer alan H1821+643, Chandra’nın X-ışınlarında mavi renkte tespit ettiği büyük miktarlarda sıcak gazla çevrelenmiştir. Kuasarın etrafındaki sıcak gazın yüksek sıcaklıkları ve yoğunlukları, kara deliğin, ev sahibi galaksi üzerinde, diğer galaksi kümelerindeki diğer benzerlerinin çoğuna göre daha zayıf bir etkiye sahip olduğunu gösteriyor. H1821+643, bir gökada kümesi içinde Dünya’ya en yakın kuasardır. Dünya’dan 3,4 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor ve görüntü, kuasarın mesafesinde yaklaşık bir milyon ışıkyılı genişliğindedir. Katkı Sağlayanlar: X-ışını: NASA/CXC/Univ. Nottingham/H. Russell ve diğerleri; Radyo: NSF/NRAO/VLA; Görüntü İşleme: NASA/CXC/SAO/N. Wolk
Kuasar Etkisi: Ayrıntılı Bir İnceleme
Büyüyen süper kütleli kara deliklerin çoğu, maddeyi kuasarlardan daha yavaş bir şekilde çeker. Gökbilimciler, galaksi kümelerinin merkezlerindekileri gözlemleyerek bu daha yaygın kara deliklerin etkisini incelediler. Bu tür kara deliklerin düzenli patlamaları, içerdikleri aşırı ısınmış gazın büyük miktarda soğumasını önler, bu da ev sahibi galaksilerde kaç yıldızın oluşacağını ve kara deliğe ne kadar yakıt akacağını sınırlar. Galaksi kümelerindeki kuasarların çevreleri üzerinde ne kadar etkili olduğu hakkında çok daha az şey biliniyor.
Helen Russell, “Çalışmamızdaki kuasarın, daha yavaş büyüyen kara deliklerin dayattığı kontrolün çoğundan vazgeçmiş gibi göründüğünü bulduk” dedi. Nottingham Üniversitesi Birleşik Krallık’ta yeni çalışmaya öncülük eden kişi. “Kara deliğin iştahı onun etkisiyle eşleşmiyor.”
Kozmik Paradoksu Ortaya Çıkarmak
Bu sonuca varmak için ekip, H1821+643 ve ona ev sahipliği yapan galaksinin örtülü olduğu sıcak gazı incelemek için Chandra’yı kullandı. Ancak kuasardan gelen parlak X-ışınları, sıcaktan gelen daha zayıf X-ışınlarının incelenmesini zorlaştırdı. gaz.
Harvard ve Smithsonian Astrofizik Merkezi’nden ortak yazar Paul Nulsen, “Kara deliğin etkisinin ne olduğunu ortaya çıkarmak için X-ışını parıltısını dikkatlice ortadan kaldırmak zorunda kaldık” dedi. “O zaman aslında çevresi üzerinde çok az etkisi olduğunu görebiliyorduk.”
Gaz Dinamiği ve Gelecekteki Etkileri
Ekip, galaksinin merkezindeki kara deliğin yakınındaki gaz yoğunluğunun, uzak bölgelere göre çok daha yüksek ve gaz sıcaklıklarının çok daha düşük olduğunu buldu. Bilim adamları, çok az enerji kaynağı olduğunda veya hiç enerji kaynağı olmadığında (tipik olarak bir kara delikten patlama), sıcak gazın soğumasını ve kümenin merkezine doğru akmasını önlemek için sıcak gazın bu şekilde davranmasını bekliyor.
Birleşik Krallık’taki Açık Üniversite’den ortak yazar Lucy Clews şöyle konuştu: “Dev kara delik, galaksi kümelerinin merkezlerindeki diğerlerinin çoğundan çok daha az ısı üretiyor.” yıldızlardır ve aynı zamanda kara delik için yakıt kaynağı görevi de görürler.”
Araştırmacılar, yılda Güneş’in kütlesinin yaklaşık 3.000 katına eşdeğer sıcak gazın, artık X-ışınlarında görülemeyecek kadar soğuduğunu belirledi. Bu hızlı soğuma, her yıl ev sahibi galakside oluştuğu gözlemlenen 120 güneş kütlesindeki yeni yıldızlara ve kara deliğin her yıl tükettiği 40 güneş kütlesine yetecek kadar malzemeyi kolayca sağlayabilir.
Ekip ayrıca kuasardan gelen radyasyonun doğrudan kümenin sıcak gazının soğumasına neden olma olasılığını da inceledi. Bu, kuasardan gelen ışık fotonlarının sıcak gazdaki elektronlarla çarpışmasını, fotonların daha enerjik hale gelmesine ve elektronların enerji kaybedip soğumasına neden olmasını içerir. Ekibin çalışması, bu tip bir soğumanın muhtemelen H1821+643 içeren kümede meydana geldiğini, ancak görülen büyük miktardaki gaz soğumasını açıklamak için çok zayıf olduğunu gösterdi.
Nottingham Üniversitesi’nden ortak yazar Thomas Braben, “Bu kara delik, çevresine ısı pompalamadığı için başarısız olsa da, mevcut durum muhtemelen sonsuza kadar sürmeyecek” dedi. “Sonunda kara deliğin hızlı yakıt alımı, jetlerinin gücünü artıracak ve gazı güçlü bir şekilde ısıtacaktır. Kara deliğin ve galaksisinin büyümesi o zaman büyük ölçüde yavaşlayacak.”
Referans: HR Russell, PEJ Nulsen, AC Fabian, TE Braben, WN Brandt, L Clews, M McDonald, CS Reynolds, JS Sanders ve S Veilleux tarafından “Düşük kırmızıya kaymalı H1821+643 etrafında bir soğutma akışı”, 27 Ocak 2024 , Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stae026
Brandt’ın projedeki çalışması Penn State Eberly Ailesi Astronomi ve Astrofizik Kürsüsü ve Chandra X-ışını Merkezi tarafından desteklendi.