Webb bugüne kadarki en uzak kara delik birleşmesini tespit etti

Uluslararası bir gökbilimci ekibi, evren yalnızca 740 milyon yaşındayken, iki gökadanın ve onların devasa kara deliklerinin devam eden birleşmesine ilişkin kanıt bulmak için NASA/ESA/CSA James Webb Uzay Teleskobu’nu kullandı. Bu, şimdiye kadar elde edilen bir kara delik birleşmesinin en uzak tespitine işaret ediyor ve bu fenomenin evrende bu kadar erken tespit edildiği ilk sefer.

Gökbilimciler, Samanyolu galaksimiz de dahil olmak üzere yerel evrendeki en büyük galaksilerde, Güneş’in milyonlarca ila milyarlarca katı kütleye sahip süper kütleli kara delikler buldular. Bu kara deliklerin, içinde yaşadıkları galaksilerin evrimi üzerinde büyük bir etkisi olması muhtemeldir. Ancak bilim adamları, bu nesnelerin nasıl bu kadar büyük hale geldiğini hala tam olarak anlayamıyorlar.

Büyük Patlama’dan sonraki ilk milyar yılda zaten mevcut olan devasa kara deliklerin bulunması, bu büyümenin çok hızlı ve çok erken gerçekleşmiş olması gerektiğine işaret ediyor. Şimdi James Webb Uzay Teleskobu, erken evrendeki kara deliklerin büyümesine yeni bir ışık tutuyor.

Yeni Webb gözlemleri, evren henüz 740 milyon yaşındayken, iki galaksinin ve onların devasa kara deliklerinin devam eden birleşmesine dair kanıtlar sağladı. Sistem ZS7 olarak biliniyor. Çalışma yayınlanan içinde Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri.

Aktif olarak madde biriktiren devasa kara delikler, gökbilimcilerin onları tanımlamasına olanak tanıyan ayırt edici spektrografik özelliklere sahiptir. Bu çalışmadakiler gibi çok uzak galaksiler için bu imzalara yerden erişilemiyor ve yalnızca Webb ile görülebiliyor.

Araştırmanın başyazarı Hannah Übler şöyle açıklıyor: “Kara deliğin yakınında hızlı hareket eden çok yoğun gazın yanı sıra kara deliklerin tipik olarak birikim süreçlerinde ürettiği enerjik radyasyonla aydınlatılan sıcak ve oldukça iyonize olmuş gaza dair kanıtlar bulduk.” Birleşik Krallık’taki Cambridge Üniversitesi “Görüntüleme yeteneklerinin benzeri görülmemiş keskinliği sayesinde Webb, ekibimizin iki kara deliği mekansal olarak ayırmasına da olanak tanıdı.”

Ekip, iki kara delikten birinin Güneş kütlesinin 50 milyon katı kütleye sahip olduğunu buldu. Birleşik Krallık’taki Cambridge Üniversitesi ve University College London’dan ekip üyesi Roberto Maiolino, “Diğer kara deliğin kütlesi muhtemelen benzer, ancak bu ikinci kara deliğin yoğun gazın içinde gömülü olması nedeniyle ölçülmesi çok daha zor” dedi.

Übler, “Bulgularımız, birleşmenin kara deliklerin kozmik şafakta bile hızla büyüyebileceği önemli bir yol olduğunu gösteriyor” diye açıkladı. “Uzak evrendeki aktif, büyük kütleli kara deliklerin diğer Webb bulgularıyla birlikte, sonuçlarımız aynı zamanda büyük kara deliklerin galaksilerin evrimini en başından beri şekillendirdiğini gösteriyor.”

İspanya’daki CSIC/INTA Astrobiyoloji Merkezi’nden (CAB) ekip üyesi Pablo G. Pérez-González, “İncelediğimiz sistemin yıldız kütlesi, komşumuz Büyük Macellan Bulutu’nunkine benzer” dedi. “Her galakside Samanyolu’ndaki kara deliğin büyüklüğünde veya bundan daha büyük bir süper kütleli kara delik olsaydı, birleşen galaksilerin evriminin nasıl etkilenebileceğini hayal etmeye çalışabiliriz.”

Ekip ayrıca iki kara deliğin birleşmesi durumunda yerçekimsel dalgalar üreteceklerini de belirtiyor. Bunun gibi olaylar, yakın zamanda Avrupa Uzay Ajansı tarafından onaylanan ve yerçekimsel dalgaları incelemeye adanmış ilk uzay tabanlı gözlemevi olacak olan Lazer Girişimölçer Uzay Anteni (LISA) misyonu gibi yeni nesil yerçekimsel dalga gözlemevleriyle tespit edilebilecek. dalgalar.

Hollanda’daki Avrupa Uzay Ajansı’ndan LISA Lider Proje Bilimcisi Nora Luetzgendorf, “Webb’in sonuçları bize, LISA tarafından tespit edilebilen daha hafif sistemlerin önceden varsayıldığından çok daha sık olması gerektiğini söylüyor” dedi. “Bu büyük olasılıkla modellerimizi bu kütle aralığındaki LISA oranlarına göre ayarlamamıza neden olacak. Bu sadece buzdağının görünen kısmı.”

Bu keşif, Galaksi Düzeneğinin bir parçası olarak NIRSpec İntegral Alan Spektroskopisi programıyla yapılan gözlemlerden elde edildi. Ekip yakın zamanda, büyük kara delikler ile onlara ev sahipliği yapan galaksiler arasındaki ilk milyar yıldaki ilişkiyi ayrıntılı olarak incelemek için Webb’in 3. Döngü gözlemlerinde yeni bir Büyük Programla ödüllendirildi.

Bu programın önemli bir bileşeni, kara delik birleşmelerini sistematik olarak aramak ve karakterize etmek olacaktır. Bu çaba, erken kozmik çağlarda kara delik birleşmesinin meydana gelme hızını belirleyecek ve birleşmenin kara deliklerin erken büyümesindeki rolünü ve zamanın başlangıcından itibaren kütleçekim dalgalarının üretilme hızını değerlendirecek.