Michigan Eyalet Üniversitesi araştırmacısı Grace Sanger-Johnson, on yıllık X-ışını verilerini tarayarak Samanyolu’nun merkezi süper kütleli kara deliği olan Yay A*’dan daha önce keşfedilmemiş dokuz X-ışını parlaması buldu. On yıldan fazla bir süre önce yayınlanan bu NASA görüntüsü, bir X-ışını parlamasının bir örneğini gösteriyor. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech
Michigan Eyalet Üniversitesi araştırmacıları süper kütleli hakkında önemli keşifler yaptı Kara delik galaksimizin merkezinde, bulgularını temel alarak sunuyorlar NuSTAR Röntgen verileri.
- Shuo Zhang liderliğindeki araştırmacılar, bilim adamlarının evrenin merkezindeki süper kütleli kara deliği daha iyi anlamalarına yardımcı olacak yeni bulgular sundular. SamanyoluYay A*.
- Lisans sonrası araştırmacı Grace Sanger-Johnson, Yay A*’dan daha önce tespit edilmemiş dokuz “parlama” keşfetti; bunlar araştırmacılara kara deliğin fiziksel ortamı hakkında değerli bilgiler veren yüksek enerjili X-ışını patlamalarıydı.
- MSU Onur Koleji’nde lisans araştırmacısı olan Jack Uteg, Yay A*’nın 200 yılı aşkın geçmişine bakmak için kara deliğin yakınındaki moleküler buluttan gelen X-ışını yankılarını analiz etti.
Galaktik Merkezde Çığır Açan Keşifler
Samanyolu galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara deliğe ilişkin çığır açan keşifler, Michigan Eyalet Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından yapıldı. NASA’nın NuSTAR X-ışını teleskopundan elde edilen verilere dayanan bulguları, 11 Haziran’da Amerikan Astronomi Topluluğu’nun (AAS) 244. toplantısında sunuldu.
Kara deliklerin incelenmesi, ışığın bile kaçamayacağı kadar güçlü olan güçlü çekim alanları nedeniyle benzersiz zorluklar sunar. Bu gizemli nesneleri anlamak için bilim insanları, diğer göstergelerin yanı sıra sık sık yerçekiminin yakındaki yıldızlar üzerindeki etkilerini ve bitişik gaz bulutlarından gelen emisyonları inceliyor.
Sanatçının yörüngedeki NuSTAR konsepti. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech
Kara Delik Araştırmalarında Yenilikler
Fizik ve Astronomi Bölümünde yardımcı doçent olan Shuo Zhang liderliğindeki Grace Sanger-Johnson ve Jack Uteg, uzay tabanlı teleskoplardan onlarca yıllık X-ışını verilerini kullanarak bu kozmik gizemlere daha fazla ışık tutmanın yenilikçi yollarını buldular.
Zhang, “Grace ve Jack’in katkıları büyük bir gurur kaynağıdır” dedi. “Onların çalışmaları, MSU’nun araştırmalara öncülük etme ve gelecek nesil gökbilimcileri yetiştirme konusundaki kararlılığının bir örneğidir. Bu araştırma, MSU bilim adamlarının evrenin sırlarını nasıl açığa çıkardığının ve bizi kara deliklerin doğasını ve galaksimizin kalbindeki dinamik ortamı anlamaya nasıl yaklaştırdığının önemli bir örneğidir.”
Galaktik Havai Fişekler
Lisans sonrası araştırmacı Sanger-Johnson, Sagittarius A* veya Samanyolu’nun merkezi kara deliği Sgr A*’dan gelen X-ışını işaret fişeklerini bulmak için 10 yıllık verileri analiz etti. Bunu yaparken fark edilmeyen dokuz işaret fişeği keşfetti.
Bu işaret fişekleri, inanılmaz yerçekimi nedeniyle genellikle görülemeyen bir bölge olan kara deliğin etrafındaki yakın çevreyi incelemek için eşsiz bir fırsat sağlayan dramatik yüksek enerjili ışık patlamalarıdır.
Sgr A*, Dünya’ya en yakın ve en az aktif süper kütleli kara deliktir ve bu nedenle Sgr A* ve işaret fişeklerinden elde edilen veriler, bir kara deliğin fiziksel ortamlarını incelemek için şu anda bilinen tek yollardan biridir.
Sanger-Johnson’ın danışmanı Zhang, “Samanyolu galaksimizin merkezindeki bu eşsiz kozmik havai fişekleri gözlemlemek için ön sırada oturuyoruz” dedi.
“Hem işaret fişekleri hem de havai fişekler karanlığı aydınlatıyor ve normalde göremeyeceğimiz şeyleri gözlemlememize yardımcı oluyor. Bu nedenle gökbilimcilerin bu patlamaların ne zaman ve nerede meydana geldiğini bilmeleri gerekiyor, böylece bu ışığı kullanarak kara deliğin çevresini inceleyebilirler.”
Sanger-Johnson, NuSTAR veya Nükleer Spektroskopik Teleskop Dizisi tarafından 2015’ten 2024’e kadar toplanan on yıllık X-ışını verilerini titizlikle inceledi. NASAUzay tabanlı X-ışını teleskopları. Ekip, yeni keşfedilen dokuz işaret fişeğinin her birinin, kara deliğin ortamını ve faaliyetlerini anlamak için paha biçilmez veriler sağladığını söyledi.
Sanger-Johnson, “Sgr A* işaret fişekleri üzerine bu veri bankasını oluşturarak, biz ve diğer gökbilimcilerin bu X-ışını işaret fişeklerinin özelliklerini analiz edebileceğimizi ve süper kütleli kara deliğin aşırı ortamı içindeki fiziksel koşullar hakkında çıkarımlarda bulunabileceğimizi umuyoruz.” söz konusu.
Bir Kara Deliğin ‘Yankıları’
Sanger-Johnson, Sgr A*’dan gelen parlak işaret fişeklerine odaklanırken, MSU Onur Koleji’nde lisans öğrencisi olan araştırmacı Uteg, yankıları dinlemeye benzer bir teknik kullanarak kara deliğin etkinliğini inceledi. Uteg, Sgr A* yakınındaki “Köprü” olarak bilinen dev bir moleküler bulutu hedef alan neredeyse 20 yıllık verileri analiz etti.
Uteg, “Yıldızların aksine, yıldızlararası uzaydaki bu gaz ve toz bulutları kendi X-ışınlarını üretmiyor” dedi. X-ışını teleskopları Köprü’den fotonlar toplamaya başlayınca gökbilimciler kaynak hakkında hipotezler kurmaya başladılar.
Uteg, “Gördüğümüz parlaklık büyük olasılıkla Sgr A*’dan gelen geçmiş X-ışını patlamalarının gecikmeli yansımasıdır” dedi. “İlk olarak 2008 civarında parlaklıkta bir artış gözlemledik. Daha sonra, sonraki 12 yıl boyunca Köprüden gelen X-ışını sinyalleri, 2020’de en yüksek parlaklığa ulaşana kadar artmaya devam etti.”
Kara delikten gelen bu “yankı” ışığı yüzlerce yıl boyunca Sgr A*’dan moleküler buluta kadar yolculuk yaptı ve ardından Dünya’ya ulaşmadan önce yaklaşık 26.000 yıl daha yolculuk yaptı.
Uteg, bu X-ışını yankısını analiz ederek kara deliğimizin geçmiş etkinliğinin zaman çizelgesini yeniden oluşturmaya başladı ve yalnızca doğrudan gözlemle mümkün olamayacak içgörüler sundu. Uteg’in analizinde NuSTAR’ın yanı sıra Avrupa Uzay AjansıX-ışını Çoklu Aynası veya XMM, Newton uzay gözlemevi.
Uteg, “Bu bulutun daha da parlak olmasını önemsememizin ana nedenlerinden biri, Sgr A* patlamasının geçmişte ne kadar parlak olduğunu sınırlamamıza izin vermesidir” dedi.
Bu hesaplamalar kapsamında Uteg ve MSU’daki ekip, yaklaşık 200 yıl önce Sgr A*’nın bugün gördüğümüz X-ışınlarında yaklaşık 5 kat daha parlak olduğunu belirledi.
Zhang, “Bu, süper kütleli kara deliğimizi çevreleyen ve X-ışını parlaklığının zirvesine ulaşan bir moleküler bulut için 24 yıllık bir değişkenliği ilk kez inşa ettiğimiz zamandır” dedi. “Bu, Sgr A*’nın yaklaşık 200 yıl önceki geçmiş faaliyetlerini anlatmamıza olanak sağlıyor. MSU’daki araştırma ekibimiz, Samanyolu’nun merkezinin gizemlerini daha da açığa çıkarmak için bu ‘astroarkeoloji oyununa’ devam edecek.”
X-ışını parlamalarını tetikleyen kesin mekanizmalar ve kara deliklerin kesin yaşam döngüsü gizemini korurken, MSU araştırmacıları bulgularının daha fazla araştırmaya yol açacağından ve bu gizemli nesnelere ilişkin anlayışımızda potansiyel olarak devrim yaratacağından eminler.
Uteg ve Sanger-Johnson, NASA NuSTAR konuk gözlem programı tarafından desteklendi.