Michigan Eyalet Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, galaksimizin merkezindeki süper kütleli kara delik Sagittarius A*’nın davranışını araştırarak, yakınlardaki malzeme tüketimine ve bunun sonucunda ortaya çıkan x-ışını parlamalarına odaklandı. Kara deliğin tarihsel aktivitesini incelemek için geçmiş patlamaların yankılarını kullandılar; kara deliğin sıklıkla malzeme tükettiğini ve geçmişte önemli ölçüde daha parlak olduğunu ortaya çıkardılar.
Bilim insanları süper kütleli Yay A*’nın geçmiş faaliyetlerini inceledi Kara delik galaksimizde, x-ışını işaret fişeklerinden gelen ışık yankılarını analiz ederek, geçmişteki sık malzeme tüketimini ve tarihsel olarak daha parlak bir durumu işaret ediyor.
Dünyamızın kalbindeki süper kütleli kara delik Samanyolu Galaxy sessiz bir canavardır. Ancak Yay A* (veya kısaca Sgr A*) tamamen hareketsiz değildir. Bazen bir moleküler gaz damlasını, hatta bir yıldızı yutar ve ardından biraz hazımsızlık çeker. Bu, çevredeki uzaya x-ışını işaret fişekleri yayar.
Sgr A*, 26.000 ışıkyılı uzaklıkta, Dünya’ya en yakın süper kütleli kara deliktir. Kara deliğin yoğun çekim kuvveti nedeniyle yakın çevreyi incelemek zordur. Yakındaki nesnelerin görüşünü bozarak gözlemlenmelerini zorlaştırır. Ancak bunu, patlamaların yakındaki moleküler bulutlar üzerindeki etkisine bakarak yapmanın yolları var. Gökbilimciler yakın zamanda, onları gözlemleyecek teleskopların bulunmasından çok önce meydana gelen, daha önce bilinmeyen işaret fişeklerinin asırlık yankılarını buldular. Bu yankılar Sgr A*’nın oldukça sık yemek yediğini gösteriyor.
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’nden iki araştırmacı (Grace Sanger-Johnson ve Jack Uteg) işaret fişeklerini ve bunların ışık yankılarını ayrıntılı olarak inceledi. Buldukları şey, Sgr A*’nın materyali yuttuğu çok uzak geçmişteki Sgr A*’daki aktiviteyi gösteriyor. Bu aktiviteden kaynaklanan X-ışını emisyonları, yakındaki bir moleküler buluttan yansıyıp onu aydınlatmak için Sgr A*’dan yüzlerce yıl boyunca seyahat etti. Bu, Dünya’ya ulaşmadan önce yaklaşık 26.000 yıl daha yol alan bir ışık yankısı yarattı. Yani Uteg ve Sanger bu işaret fişeklerini ve ışık yankılarını incelediklerinde kelimenin tam anlamıyla geçmişe bakıyorlardı.
NuSTAR ile Sgr A* X-ışını İşaret Fişeği Aranıyor
Sanger-Johnson, Sgr A*’nın yeme alışkanlıklarının oluşturduğu X-ışını işaret fişeklerini bulmak için on yıllık verileri analiz etti. Arama sırasında, bu tür dokuz patlamaya daha dair kanıt buldu.
İşaret fişekleri genellikle oldukça dramatiktir. Çok parlak oldukları için gökbilimcilere kara deliğin çevresindeki yakın çevreyi inceleme şansı veriyorlar. Sanger-Johnson’ın incelediği veriler NuSTAR misyonundan geldi. Yüksek enerjili X-ışını ve gama ışını emisyonlarını sıfırlar. Bunlar genellikle galaksilerin kalbindeki aktif bölgelerden, süpernova patlamalarından ve diğer aktif olaylardan gelir.
Sanger-Johnson’ın topladığı ve analiz ettiği veriler artık Sgr A’dan gelen işaret fişeklerinden oluşan bir veri tabanıdır. Sanger-Johnson, “Sgr A parlamaları üzerine bu veri bankasını oluşturarak, biz ve diğer gökbilimcilerin bu X-ışını parlamalarının özelliklerini analiz edebileceğimizi ve süper kütleli kara deliğin aşırı ortamı içindeki fiziksel koşullar hakkında çıkarımlarda bulunabileceğimizi umuyoruz” dedi. .
Gökbilimciler Sgr A*’daki patlamaları diğer gözlemlerden biliyorlar. İşte NASA’nın Görüntüleme X-ışını Polarimetresi Gezgini ve Chandra X-ışını Gözlemevi’nden bir görüntü. IXPE ve Chandra verilerinin birleşimi, araştırmacıların moleküler bulutlarda tanımlanan X-ışını ışığının yaklaşık 200 yıl önceki bir patlama sırasında Yay A*’dan kaynaklandığını belirlemelerine yardımcı oldu. Katkıda bulunanlar: Chandra: NASA/CXC/SAO; IXPE: NASA/MSFC/F. Marin ve diğerleri; Sonifikasyon Kredisi: NASA/CXC/SAO/K.Arcand, SYSTEM Sounds (M. Russo, A. Santaguida)
İşaret Fişeklerinin Yankılarını Takip Etmek
Sanger-Johnson ile çalışırken NuSTAR Verilere dayanarak, lisans araştırmacısı Jack Uteg kara deliğin etrafındaki aktiviteyi inceledi. “Köprü” adı verilen dev bir moleküler bulut hakkındaki 20 yıllık verileri analiz etti. Veriler NuSTAR tarafından yapılan gözlemlerden geldi ve Avrupa Uzay AjansıXMM-Newton gözlemevi. Köprü Sgr A*’ya yakındır ve normalde kendi ışığını vermez.
Sgr A’nın zaman çizelgesini oluşturan Uteg’e göre gökbilimciler, X-ışınlarında parladığında bunu fark ettiler.‘S geçmiş patlamalar. “Gördüğümüz parlaklık büyük olasılıkla Sgr A’dan gelen geçmiş X-ışını patlamalarının gecikmeli yansımasıdır” dedi. “İlk olarak 2008 yılı civarında parlaklıkta bir artış gözlemledik. Daha sonra, sonraki 12 yıl boyunca Köprü’den gelen X-ışını sinyalleri, 2020’de en yüksek parlaklığa ulaşana kadar artmaya devam etti.”
Uteg’in çalışması gökbilimcilerin Sgr A*’nın X-ışınlarında şimdikinden yaklaşık beş kat daha parlak olduğunu belirlemesine yardımcı oldu. Bu parlama, merkezimizdeki süper kütleli kara deliğin muhtemelen yakındaki bir gaz bulutunu yamyamlaştırdığını gösteriyor. Uteg’e göre parlaklık başka özellikleri de ortaya çıkardı. “Bu bulutun daha da parlak olmasını önemsememizin ana nedenlerinden biri, Sgr A* patlamasının geçmişte ne kadar parlak olduğunu sınırlamamıza izin vermesidir” dedi.
Optik modülleri (sağda) odak düzlemindeki detektörlerden (solda) ayıran 30 metrelik (10 metre) bir direğe sahip olan NuSTAR uzay aracının çizimi. Bu ayırma, X ışınlarını tespit etmek için kullanılan yöntem için gereklidir. Kredi bilgileri: NASA/JPL-Caltech
Sgr A*’dan Gelen Işık Yankıları Neyi Ortaya Çıkarıyor?
Sanger-Brown ve Uteg’in çalışması sayesinde gökbilimciler, kara deliklerin etrafını gözlemlemenin zorluklarını aşmanın başka bir yolunu buldular. “Hem işaret fişekleri hem de havai fişekler karanlığı aydınlatıyor ve normalde göremeyeceğimiz şeyleri gözlemlememize yardımcı oluyor” dedi. “Bu yüzden gökbilimcilerin bu parlamaların ne zaman ve nerede meydana geldiğini bilmeleri gerekiyor, böylece o ışığı kullanarak kara deliğin çevresini inceleyebilirler.”
Gökbilimciler, kara deliğin yakındaki maddeleri değişken bir temelde silip süpürdüğünü biliyor, ancak bu bulgular, bunun ne sıklıkta gerçekleştiğini ve ortaya çıkan patlamaların yakındaki mahalleyi nasıl etkilediğini sınırlamalarına yardımcı oluyor. Bu iki çalışmada ekip liderliğini üstlenen MSU yardımcı doçenti Shuo Zhang’a göre, bu alevlenmelerin ne sıklıkta meydana geldiği ve geçmişte de meydana geldiğine dair pek çok soru var.
Zhang, “Bu, X-ışını parlaklığının zirvesine ulaşan süper kütleli kara deliğimizi çevreleyen 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.”
MSU ekibinin çalışmalarının bu sonuçları, Amerikan Astronomi Topluluğu’nun 2024 yaz toplantısında sunuldu.
Orijinal olarak yayınlanan bir makaleden uyarlanmıştır. Bugün Evren.
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi için Galaksimizin Çekirdeğindeki Canavar Kara Deliğin Ortaya Çıkarılması konusuna bakın.