NASA, yıldızda atıştırma yapan karadeliğe alışılmadık derecede yakın bir bakış attı

Gezici bir yıldızı yutan bir kara deliğin son gözlemleri, bilim adamlarının daha karmaşık kara delik besleme davranışlarını anlamalarına yardımcı olabilir.

Yakın zamanda çok sayıda NASA teleskopu, çok yakın dolaşan şanssız bir yıldızı parçalayan devasa bir kara delik gözlemledi. Dünya’dan yaklaşık 250 milyon ışıkyılı uzaklıkta, başka bir galaksinin merkezinde yer alan bu, şimdiye kadar gözlemlenmiş bir yıldızı yok eden bir kara deliğin en yakın beşinci örneğiydi.

Yıldız, kara deliğin yerçekimi tarafından iyice parçalandıktan sonra, gökbilimciler kara deliğin etrafındaki yüksek enerjili X-ışını ışığında çarpıcı bir artış gördüler. Bu, yıldız malzemesinin kıyametine doğru çekildiğinde, kara deliğin üzerinde korona adı verilen aşırı derecede sıcak bir yapı oluşturduğunu gösterdi.

NASA’nın NuSTAR (Nükleer Spektroskopik Teleskopik Dizi) uydusu, bu ışık dalga boylarını gözlemleyebilen en hassas uzay teleskobu ve olayın yakınlığı, korona oluşumu ve evrimi hakkında eşi görülmemiş bir görüş sağladı. Astrofizik Dergisi.

Çalışma, bir yıldızın bir kara delik tarafından yok edilmesinin – resmi olarak bir gelgit bozulması olayı olarak bilinen bir süreç – bu devlerden biri tarafından tamamen yutulmadan önce yakalanan malzemeye ne olduğunu daha iyi anlamak için nasıl kullanılabileceğini gösteriyor.

Bilim adamlarının inceleyebileceği çoğu karadelik, uzun yıllar, bazen bin yıl boyunca birikmiş ve milyarlarca mil genişliğinde diskler oluşturmuş sıcak gazla çevrilidir. Bazı durumlarda, bu diskler tüm galaksilerden daha parlak parlıyor. Bu parlak kaynakların çevresinde bile, ama özellikle çok daha az aktif karadeliklerin çevresinde, parçalanan ve tüketilen tek bir yıldız göze çarpıyor.

Ve baştan sona, süreç genellikle sadece birkaç hafta veya ay sürer. Gelgit bozulma olaylarının gözlemlenebilirliği ve kısa süresi, onları, kara deliğin yerçekiminin etrafındaki malzemeyi nasıl manipüle ederek inanılmaz ışık gösterileri ve yeni fiziksel özellikler yarattığını çözebilen gökbilimciler için özellikle çekici kılıyor.

Baltimore’daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nde astronom olan ortak yazar Suvi Gezari, “Gelgit bozulma olayları bir tür kozmik laboratuvardır” dedi. “Bir galaksinin merkezinde gizlenen devasa bir kara deliğin gerçek zamanlı beslenmesine açılan penceremiz.”

Şaşırtıcı Bir Sinyal

Yeni çalışmanın odak noktası, Güneşimizin kütlesinin yaklaşık 10 milyon katı (bir bowling topu ile Titanik arasındaki fark hakkında) merkezi bir kara delik bulunan bir galakside meydana gelen AT2021ehb adlı bir olaydır. Bu gelgit kesintisi olayı sırasında, yıldızın kara deliğe en yakın tarafı, yıldızın uzak tarafından daha sert çekildi, her şey birbirinden ayrıldı ve uzun bir sıcak gaz eriştesi dışında hiçbir şey kalmadı.

Bilim adamları, bu tür olaylar sırasında gaz akışının bir kara deliğin etrafında dolaştığını ve kendisiyle çarpıştığını düşünüyorlar. Bunun, ultraviyole ışık ve X-ışınları gibi insan gözüyle görülemeyen dalga boylarının yanı sıra görünür ışık üreten şok dalgaları ve dışa doğru gaz akışları yarattığı düşünülmektedir. Malzeme daha sonra kara deliğin etrafında dönen bir diske yerleşmeye başlar, tıpkı bir drenajın etrafında dönen su gibi, sürtünme düşük enerjili X-ışınları üretir. AT2021ehb söz konusu olduğunda, bu olaylar dizisi yalnızca 100 gün içinde gerçekleşti.

Olay ilk olarak 1 Mart 2021’de Güney Kaliforniya’daki Palomar Gözlemevi’nde bulunan Zwicky Geçici Tesisi (ZTF) tarafından tespit edildi. Daha sonra NASA’nın Neil Gehrels Swift Gözlemevi ve Nötron yıldızı İç Kompozisyon Kaşifi (NICER) teleskopu (Swift’ten daha uzun X-ışını dalga boylarını gözlemleyen) tarafından incelenmiştir.

Ardından, olayın ilk tespit edilmesinden yaklaşık 300 gün sonra, NASA’nın NuSTAR sistemi gözlemlemeye başladı. NuSTAR bir korona (sıcak plazma bulutu veya elektronları alınmış gaz atomları) saptadığında bilim insanları şaşırdı, çünkü koronalar genellikle bir karadelikten zıt yönlerde akan gaz jetleriyle ortaya çıkıyor.

Ancak AT2021ehb gelgit olayıyla birlikte jet olmaması korona gözlemini beklenmedik hale getirdi. Korona, bir kara deliğin diğer bölümlerinden daha yüksek enerjili X-ışınları yayar, ancak bilim adamları plazmanın nereden geldiğini veya tam olarak nasıl bu kadar ısındığını bilmiyorlar.

Yüksek Lisans Öğrencisi Yuhan Yao, “Bir jet olmadan X-ışını emisyonu ile hiç bir gelgit bozulma olayı görmedik ve bu gerçekten muhteşem çünkü bu, jetlere ve koronaya neyin neden olduğunu potansiyel olarak çözebileceğimiz anlamına geliyor” dedi. Pasadena, California’daki Caltech ve yeni çalışmanın baş yazarı. “AT2021ehb gözlemlerimiz, manyetik alanların koronanın nasıl oluştuğuyla bir ilgisi olduğu fikriyle aynı fikirde ve bu manyetik alanın bu kadar güçlü olmasına neyin sebep olduğunu bilmek istiyoruz.”

Yao ayrıca, ZTF tarafından tanımlanan daha fazla gelgit bozulması olayını aramak ve ardından bunları Swift, NICER ve NuSTAR gibi teleskoplarla gözlemlemek için bir çabaya öncülük ediyor. Her yeni gözlem, AT2021ehb ve diğer gelgit kesintisi olaylarında gözlemlenenleri doğrulamak için yeni içgörüler veya fırsatlar potansiyeli sunuyor. Yao, “Bulabildiğimiz kadar çok bulmak istiyoruz,” dedi.