Yonca Yaprağı ORC’nin (tek radyo çemberi) bu çok dalga boylu görüntüsü, beyaz ve sarı renkte DESI (Karanlık Enerji Spektroskopik Enstrüman) Eski Araştırmasından elde edilen görünür ışık gözlemlerini, mavi renkte XMM-Newton’dan gelen X ışınlarını ve ASKAP’tan (Avustralya Meydanı) gelen radyoyu birleştirir. Kilometre Dizisi Yol Bulucu) kırmızı renkte. Katkıda bulunanlar: X. Zhang ve M. Kluge (MPE), B. Koribalski (CSIRO)
Yeni gözlemler, Cloverleaf garip radyo çemberinden gelen X-ışını emisyonlarının, birleşen galaksi gruplarıyla bağlantılı olduğunu ortaya koyuyor ve bu gizemli kozmik yapılara yeni bakış açıları sunuyor.
Gökbilimciler bazı galaksilerin çevresinde kaynağı bilinmeyen devasa dairesel radyo özellikleri keşfettiler. Şimdi, Yonca Yaprağı adı verilen gökadanın yeni gözlemleri, onun çarpışan gökada grupları tarafından yaratıldığını ileri sürüyor.
Topluca ORC’ler (tuhaf radyo çevreleri) olarak adlandırılan bu yapıları farklı bir ışık altında incelemek, bilim adamlarına süpersonik şok dalgalarından her şeyi araştırma şansı verdi. Kara delik davranış.
Araştırmayı yöneten Almanya Garching’deki Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü’nden astrofizikçi Esra Bülbül, “Bu, bir ORC ile ilişkili X-ışını emisyonunu ilk kez gören biri” dedi. “Yonca Yaprağı’nın oluşumunun sırrını çözecek kayıp anahtardı.”
Sonuçları açıklayan bir makale yayınlandı Astronomi ve Astrofizik Mektupları 30 Nisan’da.
Şans eseri bir keşif
2021 yılına kadar, hiç kimse ORC’lerin varlığından haberdar değildi. Gelişen teknoloji sayesinde radyo araştırmaları bu tür zayıf sinyalleri alabilecek kadar hassas hale geldi. Birkaç yıl içinde gökbilimciler galaksimizin dışına rastgele dağılmış bu tuhaf yapılardan sekizini keşfettiler. Her biri bütün bir galaksiyi (bazen birden fazla) kaplayacak kadar büyüktür.
Bülbül, “Bu kadar geniş bir radyo emisyonu üretmek için gereken güç çok güçlü” dedi. “Bazı simülasyonlar şekilleri yeniden üretebilir ancak yoğunluklarını oluşturamaz. ORC’lerin nasıl oluşturulacağını açıklayan hiçbir simülasyon yok.”
Şimdiye kadar keşfedilen ilk ORC’nin (tuhaf radyo çemberi) bu görüntüsü, uygun bir şekilde ORC-1 olarak adlandırılmış olup, uluslararası DES (Karanlık Enerji Araştırması) projesinin optik ve kızılötesi haritasının üzerinde Güney Afrika’nın MeerKAT teleskopundan alınan radyo gözlemlerini yeşil renkle kaplamaktadır. Katkıda bulunanlar: J. English (U. Manitoba)/EMU/MeerKAT/DES(CTIO)
Bülbül, ORC’lerin X-ışını ışığında incelenmediğini öğrendiğinde, o ve doktora sonrası araştırmacı Xiaoyuan Zhang, yörüngedeki bir Alman/Rus X-ışını teleskopu olan eROSITA’dan (Görüntüleme Teleskop Dizisi ile Genişletilmiş Roentgen Araştırması) verileri incelemeye başladı. 7 dakikadan daha kısa gözlem süresine dayanarak Yonca Yaprağı’ndan gelmiş gibi görünen bir miktar X-ışını emisyonu fark ettiler.
Bu onlara daha büyük bir ekip oluşturmak ve bir ESA olan XMM-Newton ile ek teleskop süresi sağlamak için yeterince güçlü bir durum sağladı (Avrupa Uzay Ajansı) misyonu NASA katkılar.
Bülbül, “Bize yaklaşık beş buçuk saat tahsis edildi ve veriler Kasım ayında bir akşam geç saatlerde geldi” dedi. “Bunu Xiaoyuan’a ilettim ve ertesi sabah ofisime geldi ve ‘Tespit’ dedi ve ben de tezahürat yapmaya başladım!”
Zhang, “Gerçekten şanslıydık” dedi. “eROSITA gözlemlerinde ORC’ye yakın birkaç makul X-ışını nokta kaynağı gördük, ancak XMM-Newton ile gördüğümüz genişletilmiş emisyonu göremedik. eROSITA kaynaklarının Yonca Yaprağı’ndan olamayacağı ortaya çıktı, ancak daha yakından bakmamızı sağlayacak kadar ilgi çekiciydi.”
Hareketli Galaksiler
X-ışını emisyonu, bir suç mahallinin etrafındaki polis bandı gibi, galaksi grubu içindeki gazın dağılımını izliyor. Bilim insanları, bu gazın nasıl rahatsız edildiğini görerek, Yonca Yaprağı’na gömülü galaksilerin aslında birbirine birleşecek kadar yakınlaşan iki ayrı grubun üyeleri olduğunu belirlediler. Emisyonun sıcaklığı aynı zamanda ilgili galaksilerin sayısına da işaret ediyor.
Galaksiler birleştiğinde, daha yüksek olan birleşik kütleleri yerçekimini artırır. Çevredeki gaz içeri doğru düşmeye başlar ve bu da içeri giren gazı ısıtır. Sistemin kütlesi ne kadar büyük olursa gaz da o kadar sıcak olur.
Emisyonun X-ışını spektrumuna göre yaklaşık 15 milyon derece Fahrenhaytveya 8 ila 9 milyon derece arasında santigrat. Zhang, “Bu ölçüm, Cloverleaf ORC’nin birlikte çekim yapan yaklaşık bir düzine galaksi tarafından barındırıldığı sonucunu çıkarmamızı sağladı; bu da derin görünür ışık görüntülerinde gördüklerimizle örtüşüyor” dedi.
Ekip, birleşmenin parçacıkları hızlandırarak radyo emisyonu oluşturan şok dalgaları ürettiğini öne sürüyor.
Çalışmada yer almayan, NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde XMM-Newton’un NASA proje bilimcisi Kim Weaver, “Galaksiler her zaman etkileşime giriyor ve birleşiyor” dedi. “Fakat hızlandırılmış parçacıkların kaynağı belirsiz. Güçlü radyo sinyaline ilişkin etkileyici bir fikir, yerleşik süper kütleli kara deliklerin geçmişte aşırı aktivite dönemlerinden geçtiği ve bu eski aktiviteden kalan elektronların bu birleşme olayı tarafından yeniden hızlandırıldığıdır.”
Galaksi grubu birleşmeleri yaygın olmasına rağmen ORC’ler çok nadirdir. Ve bu etkileşimlerin nasıl bu kadar güçlü radyo emisyonları üretebildiği hala belirsiz.
Bülbül, “Birleşmeler yapı oluşumunun omurgasını oluşturuyor, ancak bu sistemde radyo emisyonunu artıran özel bir şey var” dedi. “Şu anda ne olduğunu söyleyemeyiz, bu yüzden hem radyo hem de X-ışını teleskoplarından daha fazla ve daha derin verilere ihtiyacımız var.”
Ekip, Yonca Yaprağı ORC’nin doğasına ilişkin gizemi çözdü ancak aynı zamanda ek sorular da açtı. Cevapları bulmak için Yonca Yaprağı’nı daha ayrıntılı olarak incelemeyi planlıyorlar.
Weaver, “Daha kapsamlı gözlemlerden çok şey öğreneceğiz çünkü bu etkileşimler her türlü bilimi içeriyor” diyor. “Evrende uğraştığımız hemen hemen her şeyi bu küçük pakette bir araya getirdiniz. Mini bir evren gibi.”
Referans: E. Bulbul, X. Zhang, M. Kluge, M. Brüggen, B. Koribalski, A. Liu, E. Artis, YE Bahar, F. Balzer, C. Garrel, V. Ghirardini, N. Malavasi, A. Merloni, K. Nandra, ME Ramos-Ceja, JS Sanders ve S. Zelmer, 30 Nisan 2024, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202449900