Uyuyan süper kütleli kara delikler parçalanmış yıldızlar tarafından kısa süreliğine uyandırıldı

Kompakt Simetrik Nesneler veya CSO’lar olarak bilinen belirsiz bir gökada sınıfına ilişkin yeni bir araştırma, bu nesnelerin tamamen göründükleri gibi olmadığını ortaya çıkardı. CSO’lar, çekirdeklerinde süper kütleli kara deliklere ev sahipliği yapan aktif galaksilerdir. Bu devasa kara deliklerden zıt yönlerde neredeyse ışık hızında hareket eden iki jet fışkırıyor. Ancak şiddetli jetlere sahip diğer galaksilerle karşılaştırıldığında, bu jetler çok uzak mesafelere uzanmıyor; çok daha kompaktlar.

Onlarca yıldır gökbilimciler STK’ların genç olduğundan ve jetlerinin eninde sonunda daha uzun mesafelere uçacağından şüpheleniyorlardı. Şimdi üç farklı gazetede rapor veriyorum Astrofizik DergisiCaltech liderliğindeki bir araştırma ekibi, STK’ların genç olmadığı, nispeten kısa yaşamlar sürdükleri sonucuna vardı.

Araştırmayı yöneten Robinson Astronomi Profesörü Anthony (Tony) Readhead, “Bu STK’lar genç değil” diye açıklıyor. “12 yaşındaki bir köpeğe, yetişkin bir insandan daha kısa bir ömür yaşamış olmasına rağmen genç diyemezsiniz. Bu nesneler, milyonlarca yıl yerine binlerce yıl içinde yaşayıp yok olan, başlı başına ayrı bir türdür. Daha büyük jetlerin olduğu galaksilerde yaygın olan yıllar.”

Yeni çalışmalarda ekip, 3.000’den fazla STK adayının literatürünü ve geçmiş gözlemlerini gözden geçirdi, 64’ünün gerçek olduğunu doğruladı ve ilave 15 STK belirledi. Bu nesnelerin tümü daha önce Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi’nin Çok Uzun Taban Çizgisi Dizisi (VLBA) tarafından gözlemlenmişti ve bazıları diğer yüksek çözünürlüklü radyo teleskopları tarafından da gözlemlenmişti.

Readhead, “VLBA gözlemleri astronomideki en ayrıntılı gözlemlerdir ve 160 kilometre uzaklıktaki bir insan saçının genişliğini ölçmeye eşdeğer ayrıntılara sahip görüntüler sağlar” diyor.

Ekibin analizi, STK’ların jetleri 5.000 yıl veya daha kısa bir süre boyunca dışarı attığını ve ardından yok olduğu sonucuna varıyor.

Caltech astronomi yardımcı doçenti ve çalışmalardan birinin ortak yazarı Vikram Ravi, “STK jetleri çok enerjik jetler ama kapanıyor gibi görünüyorlar” diyor. “Jetler kaynaktan akmayı bırakıyor.”

Kısa ömürlü jetleri besleyen şeyin ne olduğuna gelince, bilim insanları bunun nedeninin, tek bir yıldızın süper kütleli bir kara deliğe çok yakın dolaşıp yutulması sonucu meydana gelen gelgit bozulması olayı (TDE) olduğuna inanıyor.

Readhead, “Tek bir yıldızın parçalandığını ve ardından tüm bu enerjinin, kara deliğin etrafında döndüğü eksen boyunca jetlere yönlendirildiğini düşünüyoruz” diyor. “Dev kara delik bizim için görünmez bir şekilde başlıyor ve sonra bir yıldızı tükettiğinde bum; kara deliğin yakıtı var ve biz onu görebiliyoruz.”

Readhead ilk olarak 1990’larda STK’ların TDE’ler tarafından beslenebileceğinden şüphelendi ancak bu fikrin bilim camiası tarafından büyük ölçüde fark edilmediğini söyledi. “Hipotez neredeyse tamamen unutuldu çünkü TDE’ler için gözlemsel kanıtların toplanmaya başlamasından yıllar geçti” diyor. Orijinal hipotezi ortaya atıldığında yalnızca üç STK bulunmuştu.

2020’ye hızla ilerleyelim. Radyo astronomisindeki farklı sorunları araştırmak için STK’larla ilgili çalışmalarına ara veren Readhead, konuyu yeniden ele alma zamanının geldiğine karar verdi. Meslektaşlarından bazılarını Zoom’da bir araya topladı ve literatürü taramaya ve yanlışlıkla STK olarak sınıflandırılan nesneleri ayıklamaya karar verdiler. Sonraki iki yıl boyunca ekip 3.000’den fazla STK adayını araştırdı ve grubu yalnızca gerçek STK olma kriterlerine sahip düzinelerce kişiye indirdi.

Nihayetinde, STK’ların, radyo dalga boylarında parlak bir şekilde parıldayan son derece güçlü jetler fırlatan son derece güçlü Cygnus A galaksisi gibi devasa kardeşlerinden çok daha erken tükenen jetlere sahip tamamen farklı bir aile olduğu yönünde bir resim ortaya çıkmaya başladı. . Bu jetler her yönde yaklaşık 230.000 ışıkyılı mesafeye kadar uzanıyor ve on milyonlarca yıl sürüyor. Buna karşılık, CSO jetleri en fazla yaklaşık 1.500 ışıkyılı kadar uzanıyor ve yaklaşık 5.000 yıl içinde yok oluyor.

Gökbilimcilere göre CSO jetleri muhtemelen süper kütleli bir kara deliğin herhangi bir yıldıza değil, önemli bir yıldıza çarpmasıyla oluşuyor.

Ravi, “Daha önce gördüğümüz TDE’ler yalnızca birkaç yıl sürdü” diyor. “STK’lara güç sağlayan dikkate değer TDE’lerin çok daha uzun süre dayandığını düşünüyoruz, çünkü bozulan yıldızlar boyut olarak çok büyük, çok büyük veya her ikisi de.”

Araştırmacılar, çeşitli STK radyo görüntüleri koleksiyonunu analiz ederek, nesnelerin zaman içinde nasıl yaşlandığını takip edebildiklerini söylüyor; bu, tıpkı bir STK’nın jetlerinin nasıl geliştiğini gözlemlemek için hayatının bir fotoğraf albümüne bakması gibi. Daha genç CSO’ların kara deliklere daha yakın olan daha kısa jetleri varken, daha eski nesnelerin kara deliklerinden daha uzağa uzanan jetleri var.

Her ne kadar jetlerin çoğu yok olsa da, bilim insanları 100 kişiden birinin Cygnus A’nınki gibi uzun ömürlü olacağını tahmin ediyor. Bu nadir durumlarda, galaksiler büyük olasılıkla diğer galaksilerle birleşiyor, bu da büyük bir akış sağlayan çalkantılı bir süreç. yakıt miktarı.

Readhead ve ekibinin keşifleri ek gözlemlerle doğrulanırsa STK’lar, galaksilerin merkezlerindeki büyük kütleli yıldızların süper kütleli kara deliklerle nasıl etkileşime girdiğini incelemek için yepyeni bir yol sağlayacak.

Readhead, “Bu nesneler aslında kendi farklı kökenlerine sahip ayrı bir popülasyondur ve artık onlar hakkında ve nasıl ortaya çıktıkları hakkında daha fazla bilgi edinmek bize kalmıştır” diyor. “Bu nesneleri milyonlarca yıl yerine onlarca yıla kadar uzanan zaman aralıklarında inceleyebilmek, süper kütleli kara deliklerin ve bunların barındırdığı birçok beklenmedik ve öngörülemeyen sürprizin incelenmesi için yepyeni bir laboratuvarın kapısını açtı.”