Bu kompozit görüntü, sarmal gökada NGC 4151’in merkezi bölgesini göstermektedir. Merkezde, Chandra X-ışını Gözlemevi’nden gelen X-ışınları (mavi), 1 metrelik gözlemlerden elde edilen pozitif yüklü hidrojeni gösteren optik verilerle (sarı) birleştirilmiştir. Jacobus Kapteyn Teleskobu, Kanarya Adaları’ndaki La Palma’da. Merkezin etrafındaki kırmızı, Ulusal Bilim Vakfı’nın New Mexico’daki Çok Büyük Dizisi ile yapılan radyo gözlemleriyle tespit edilen nötr hidrojeni gösteriyor. Katkıda bulunanlar: X-ışınları, NASA/CXC/CfA/J.Wang ve diğerleri; optik, Isaac Newton Teleskop Grubu, La Palma/Jacobus Kapteyn Teleskobu; radyo, NSF/NRAO/VLA
XRISM misyonu süper kütleli hakkında önemli verileri ortaya çıkardı Kara delik NGC 4151 galaksisinin merkezinde, kara delik-çevre etkileşimlerinin anlaşılmasını geliştiriyor.
Şubat ayında bilim operasyonlarına başladıktan sonra, Japonya liderliğindeki XRISM (X-ışını Görüntüleme ve Spektroskopi Misyonu), NGC 4151 galaksisinin merkezindeki canavar kara deliğini inceledi.
Brian Williams, “XRISM’in Resolve cihazı kara deliğin etrafındaki alanın ayrıntılı bir spektrumunu yakaladı” dedi. NASAAjansın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’ndeki görev için proje bilimcisi. “Zirveler ve düşüşler, bize hangi elementlerin mevcut olduğunu söyleyebilen ve kara deliğe yaklaştıkça maddenin kaderi hakkında ipuçları verebilen kimyasal parmak izleri gibidir.”
XRISM (“kriz” olarak telaffuz edilir), ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) katkılarıyla birlikte NASA ile işbirliği içinde JAXA (Japonya Havacılık ve Uzay Araştırma Ajansı) tarafından yönetilmektedir. 6 Eylül 2023’te fırlatıldı. NASA ve JAXA misyonun mikrokalorimetre spektrometresi Resolve’u geliştirdi.
XRISM (X-ışını Görüntüleme ve Spektroskopi Misyonu) gemisindeki Resolve cihazı, süper kütleli bir kara deliğin çevresindeki birikim diskinden yavaşça malzeme tükettiği NGC 4151 galaksisinin merkezinden veriler yakaladı. Ortaya çıkan spektrum, 6,5 keV civarındaki zirvede demirin varlığını ve 7 keV civarındaki düşüşleri ortaya koyuyor; bu ışık, gözümüzün görebildiğinden binlerce kat daha enerjiktir. Arka Plan: NGC 4151’in X-ışını, optik ve radyo ışığının birleşiminden oluşturulmuş bir görüntüsü. Kredi: Spektrum: JAXA/NASA/XRISM Resolve. Arka Plan: X-ışınları, NASA/CXC/CfA/J.Wang ve diğerleri; optik, Isaac Newton Teleskop Grubu, La Palma/Jacobus Kapteyn Teleskobu; radyo, NSF/NRAO/VLA
NGC 4151: Süper Kütleli Kara Deliğe Sahip Sarmal Gökada
NGC 4151, kuzey takımyıldızı Av Köpekleri yönünde yaklaşık 43 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan bir sarmal gökadadır. Süper kütleli kara delik merkezinde Güneş’in kütlesinin 20 milyon katından fazlasını barındırıyor.
Galaksi de aktiftir, bu da merkezinin alışılmadık derecede parlak ve değişken olduğu anlamına gelir. Kara deliğe doğru dönen gaz ve toz, çevresinde bir birikim diski oluşturur ve yerçekimi ve sürtünme kuvvetleri yoluyla ısınarak değişkenlik yaratır. Kara deliğin eşiğindeki maddenin bir kısmı, diskin her iki yanından neredeyse ışık hızında fışkıran ikiz parçacık jetleri oluşturur. Birikme diskini, simit adı verilen kabarık, çörek şeklinde bir malzeme bulutu çevreliyor.
Bu sanatçının konsepti, XRISM’in NGC 4151’in X-ışını spektrumunda ortaya çıkan demirin olası konumlarını gösteriyor. Bilim insanları, X-ışını yayan demirin, kara deliğe yakın, sıcak birikim diskinde olduğunu düşünüyor. X ışınını soğuran demir daha uzakta, torus adı verilen daha soğuk bir malzeme bulutunda olabilir. Katkıda bulunanlar: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi Kavramsal Görüntü Laboratuvarı
NGC 4151’in Benzersiz Yönleri
Aslında NGC 4151 bilinen en yakın aktif gökadalardan biridir. NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi ve Hubble Uzay Teleskobu da dahil olmak üzere diğer görevler, kara delikler ve çevreleri arasındaki etkileşim hakkında daha fazla bilgi edinmek için onu inceledi; bu, bilim adamlarına galaktik merkezlerdeki süper kütleli kara deliklerin kozmik zaman içinde nasıl büyüdüğünü anlatabilir.
Galaksi, X-ışınlarında alışılmadık derecede parlaktır ve bu da onu XRISM için ideal bir erken hedef haline getirmiştir.
XRISM’in Spektral Analizinden İçgörüler
Resolve’nin NGC 4151 spektrumu, 6,5 keV’nin (kiloelektron volt) hemen altındaki enerjilerde keskin bir zirve ortaya koyuyor; bu, demirin emisyon hattıdır. Gökbilimciler, aktif galaksilerin gücünün büyük kısmının, kara deliğe yakın, sıcak ve parıldayan bölgelerden kaynaklanan X ışınlarından geldiğini düşünüyor. Diskteki soğutucu gazdan yansıyan X-ışınları, oradaki demirin floresans vermesine neden olarak belirli bir X-ışını zirvesi üretir. Bu, gökbilimcilerin hem diskin hem de kara deliğe çok daha yakın olan patlama bölgelerinin daha iyi bir resmini çizmelerine olanak tanıyor.
Spektrum ayrıca 7 keV civarında birkaç düşüş gösteriyor. Torusta bulunan demir de bu düşüşlere neden oldu; ancak emisyondan ziyade X ışınlarının emilmesi yoluyla, çünkü oradaki malzeme disktekinden çok daha soğuktu. Bütün bu radyasyon, gözlerimizle görebildiğimiz ışıktan yaklaşık 2.500 kat daha enerjiktir.
Demir, XRISM’in tespit edebileceği elementlerden yalnızca biridir. Teleskop ayrıca kaynağa bağlı olarak kükürt, kalsiyum, argon ve diğerlerini de tespit edebilir. Her biri astrofizikçilere, X-ışını gökyüzüne dağılmış kozmik olaylar hakkında farklı şeyler anlatıyor.
XRISM, ESA’nın katılımıyla JAXA ve NASA arasında ortak bir görevdir. NASA’nın katkısı CSA’nın (Kanada Uzay Ajansı) bilime katılımını içermektedir.