NASA’nın IXPE (Görüntüleme X-ışını Polarimetrisi Gezgini) misyonundan elde edilen veriler kullanılarak elde edilen yeni sonuçlar, bilim adamlarına kara delik koronalarının şekli ve doğası hakkında benzeri görülmemiş bir fikir verdi. Sonuçlar Astrophysical Journal’da yayınlandı.
Korona, kara deliğe biriken madde akışının bir parçası olan bir plazma bölgesidir. Yeni sonuçlar koronanın şeklini ilk kez ortaya koyuyor ve koronanın kara delikleri beslemedeki rolünün anlaşılmasına yardımcı olabilir.
Birçok kara delik, kara deliğin etrafında dönen yoğun gaz ve toz birikintilerinden oluşan birikim diskleriyle çevrilidir. Bazı kara delikler aynı zamanda yüksek hızlarda fırlatılan göreceli jetlere de sahiptir. Bu jetler, bir kara deliğin çevresindeki maddeleri aktif olarak tüketmesi sonucu oluşur.
Kara delikler de yıldızlar gibi, kara deliği çevreleyen bir plazma bölgesi olan bir koronaya sahiptir. Kara deliğin koronası milyarlarca dereceyi aşan sıcaklıklarda yanıyor; bu, yaklaşık 1,8 milyon Fahrenheit olan güneşin korona sıcaklığından çok daha yüksek.
Daha önce astrofizikçiler, Samanyolu galaksisinin merkezindeki gibi yıldız kütleli kara delikler ve süper kütleli kara delikler arasında koronaları keşfetmişlerdi.
“Bilim insanları tacın bileşimi ve geometrisi hakkında uzun süredir spekülasyon yapıyorlardı. Alabama, Huntsville’deki Marshall Uzay Uçuş Merkezi’nde araştırma bilimcisi olan Lynn Saade, kara deliğin üstündeki ve altındaki küre mi, yoksa birikim diskinin yarattığı atmosfer mi, yoksa jetlerin tabanında bulunan plazma mı? ve yeni sonuçların sunum yazarı.
IXPE misyonu, en güçlü enerji kaynaklarının bile şeklini ve yapısını görüntülemeye yardımcı olan ışığın bir özelliği olan X-ışını polarizasyonunda uzmanlaşmıştır; nesneler doğrudan gözlemlenemeyecek kadar küçük, parlak veya uzakta olsa bile mekanizmalarını inceler. Güneş koronası tam güneş tutulması sırasında gözlemlenebilirken, IXPE bir kara deliğin birikmesinin geometrisini veya birikim diskinin ve korona dahil ilgili yapıların şekli ve yapısını incelemek için bir araç sağlar.
“X-ışını polarizasyonu, kara delik birikiminin geometrisini incelemek için yeni bir yol sağlıyor. Eğer kara deliklerin birikim geometrisi kütleden bağımsız olarak aynıysa, o zaman aynı durumun onların polarizasyon özellikleri için de geçerli olmasını bekliyoruz” diye ekliyor Saade.
IXPE, koronal özellikleri doğrudan polarizasyon kullanılarak ölçülebilen tüm kara delikler arasında, koronanın birikim diskiyle aynı yönde uzatıldığını gösterdi; bu, ilk kez koronanın şekli hakkında ipuçları sağladı ve bunun açık bir kanıtı oldu. birikim diskine bağlantı.
Araştırma ekibi, Cygnus X-1 ve Cygnus X-3 dahil olmak üzere 12 kara deliğin, Dünya’dan sırasıyla yaklaşık 7.000 ve 37.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan ikili yıldız kütleli kara delik sistemlerinin yanı sıra LMC X-1 ve LMC X-1’in IXPE gözlemlerini inceledi. LMC X-3, Büyük Macellan Bulutu’nda 165.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan yıldız kütleli kara deliklerdir.
IXPE ayrıca, Dünya’dan 13 milyon ışıkyılı uzaklıktaki Circulus gökadasının merkezinde (ESO 097-13) ve 47 milyon ışıkyılı uzaklıktaki NGC 1068 ve NGC 4151 gökadalarında bulunanlar da dahil olmak üzere çok sayıda süper kütleli kara delik keşfetti. ve sırasıyla yaklaşık 62 milyon ışık yılı.
Yıldız kütleli kara delikler tipik olarak Dünya’nın güneş kütlesinin yaklaşık 10 ila 30 katı kadar bir kütleye sahipken, süper kütleli kara delikler milyonlarca veya on milyarlarca kat daha fazla kütleye sahip olabilir. Ölçekteki bu büyük farklılıklara rağmen IXPE verileri, her iki tür kara deliğin de benzer geometrilere sahip birikim diskleri oluşturduğunu gösteriyor.
Saade, bu sonuçların heyecan verici olduğunu, çünkü genellikle Dünya’ya çok daha büyük kuzenlerinden çok daha yakın olan yıldız kütleli kara deliklere ilişkin çalışmaların, süper kütleli kara deliklerin özelliklerine yeni bir ışık tutmaya yardımcı olabileceğini öne sürdüğünü söyledi.
Ekip, gelecekte her iki kara delik türü hakkında daha fazla araştırma yapmayı umuyor. Bilim insanları ayrıca IXPE misyonundan elde edilen yeni sonuçların, kara deliklerin nasıl oluştuğunu ve geliştiğini anlamalarına yardımcı olacağını umuyor.