Süper kütleli kara delik, bir kozmik toz çemberinde saklanırken yakalandı

Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskop Girişimölçeri (ESO’nun VLTI’si), Messier 77 galaksisinin merkezinde süper kütleli bir kara delik saklayan bir kozmik toz bulutu gözlemledi. Bulgular, yaklaşık 30 yıl önce yapılan tahminleri doğruladı ve gökbilimcilere, evrendeki en parlak ve en gizemli nesnelerden bazıları olan aktif galaktik çekirdekler hakkında yeni bilgiler veriyor.

Aktif galaktik çekirdekler (AGN’ler), süper kütleli kara delikler tarafından desteklenen ve bazı galaksilerin merkezinde bulunan son derece enerjik kaynaklardır. Bu kara delikler büyük miktarda kozmik toz ve gazla beslenir. Bu malzeme tüketilmeden önce kara deliğe doğru spiraller çizer ve bu süreçte büyük miktarda enerji açığa çıkar ve genellikle galaksideki tüm yıldızları gölgede bırakır.

Gökbilimciler, 1950’lerde bu parlak nesneleri ilk keşfettiklerinden beri AGN’leri merak ediyorlardı. Şimdi, ESO’nun VLTI’si sayesinde, Hollanda’daki Leiden Üniversitesi’nden Violeta Gámez Rosas liderliğindeki bir araştırma ekibi, bunların nasıl çalıştığını ve yakından nasıl göründüklerini anlamak için önemli bir adım attı. Sonuçlar bugün yayınlandı Doğa.

Gámez Rosas ve ekibi, NGC 1068 olarak da bilinen Messier 77 galaksisinin merkezi hakkında olağanüstü ayrıntılı gözlemler yaparak, süper kütleli bir kara deliği gizleyen kalın bir kozmik toz ve gaz halkası tespit ettiler. Bu keşif, birleşik AGN modeli olarak bilinen 30 yıllık bir teoriyi desteklemek için hayati kanıtlar sağlıyor.

Gökbilimciler, farklı AGN türleri olduğunu biliyorlar. Örneğin, bazıları radyo dalgaları patlaması yayar, diğerleri yapmaz; Bazı AGN’ler görünür ışıkta parlak bir şekilde parlarken, Messier 77 gibi diğerleri daha hafiftir. Birleşik model, farklılıklarına rağmen, tüm AGN’lerin aynı temel yapıya sahip olduğunu belirtir: kalın bir toz halkasıyla çevrili süper kütleli bir kara delik.

Bu modele göre, AGN’ler arasındaki herhangi bir görünüm farkı, kara deliği ve kalın halkasını Dünya’dan gördüğümüz oryantasyondan kaynaklanır. Gördüğümüz AGN tipi, halkanın kara deliği bizim bakış açımızdan ne kadar gizlediğine ve bazı durumlarda tamamen gizlediğine bağlıdır.

Gökbilimciler, daha önce, Messier 77’nin merkezinde sıcak tozu tespit etmek de dahil olmak üzere, birleşik modeli destekleyen bazı kanıtlar bulmuşlardı. Ancak, bu tozun bir kara deliği tamamen gizleyip gizleyemeyeceği ve dolayısıyla bu AGN’nin neden görünür ışıkta olduğundan daha az parladığını açıklayabileceği konusunda şüpheler vardı. diğerleri.

Gámez Rosas, “Toz bulutlarının gerçek doğası ve hem kara deliği beslemedeki hem de Dünya’dan bakıldığında nasıl göründüğünü belirlemedeki rolü, son otuz yılda AGN araştırmalarında temel sorular olmuştur” diye açıklıyor. “Tek bir sonuç, sahip olduğumuz tüm soruları çözmeyecek olsa da, AGN’lerin nasıl çalıştığını anlamak için büyük bir adım attık.”

Gözlemler, Şili’nin Atacama Çölü’nde bulunan ESO’nun VLTI’sine monte edilen Çok Açıklıklı orta Kızılötesi SpektroScopic Deneyi (MATISSE) sayesinde mümkün oldu. MATISSE, ESO’nun Çok Büyük Teleskopunun (VLT) 8,2 metrelik dört teleskopunun tümü tarafından interferometri adı verilen bir teknik kullanılarak toplanan kızılötesi ışığı birleştirdi. Ekip, Cetus takımyıldızında 47 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan Messier 77’nin merkezini taramak için MATISSE’yi kullandı.

“MATISSE, tozun içini görmemizi ve sıcaklıkları doğru bir şekilde ölçmemizi sağlayan çok çeşitli kızılötesi dalga boylarını görebilir. VLTI aslında çok büyük bir interferometre olduğundan, galaksilerde bile neler olup bittiğini görme çözünürlüğüne sahibiz. Messier 77 kadar uzakta. Elde ettiğimiz görüntüler, kara deliğin etrafındaki toz bulutlarının sıcaklık ve absorpsiyonundaki değişiklikleri detaylandırıyor” diyor Leiden Üniversitesi’nde profesör olan yardımcı yazar Walter Jaffe.

Kara delikten gelen yoğun radyasyonun neden olduğu toz sıcaklığındaki değişiklikleri (oda sıcaklığından yaklaşık 1200 santigrat dereceye kadar) soğurma haritalarıyla birleştiren ekip, tozun ayrıntılı bir resmini oluşturdu ve kara deliğin nerede olması gerektiğini belirledi. Kalın bir iç halkada ve daha geniş bir diskte bulunan toz, merkezinde yer alan kara delik ile birleşik modeli destekliyor. Ekip ayrıca, resimlerini oluşturmak için ESO’nun ortak sahibi olduğu Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi’nden ve Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi’nin Çok Uzun Temel Dizisinden elde edilen verileri kullandı.

Gámez Rosas, “Sonuçlarımız, AGN’lerin iç işleyişinin daha iyi anlaşılmasını sağlamalıdır,” diyerek sözlerini sonlandırıyor. “Ayrıca, merkezinde geçmişte aktif olmuş olabilecek süper kütleli bir kara delik barındıran Samanyolu’nun tarihini daha iyi anlamamıza yardımcı olabilirler.”

Araştırmacılar şimdi, daha büyük bir gökada örneğini göz önünde bulundurarak birleşik AGN modeline ilişkin daha fazla destekleyici kanıt bulmak için ESO’nun VLTI’sini kullanmaya çalışıyorlar.

Fransa’nın Nice kentindeki Observatoire de la Côte d’Azur’da MATISSE Baş Araştırmacısı olan ekip üyesi Bruno Lopez şunları söylüyor: “Messier 77, AGN’nin önemli bir prototipi ve gözlem programımızı genişletmek ve MATISSE’yi daha geniş bir alanı ele almak için optimize etmek için harika bir motivasyon. AGN’lerin örneği.”

ESO’nun bu on yılın sonunda gözlemlemeye başlayacak olan Aşırı Büyük Teleskopu (ELT), ekibin bulgularını tamamlayacak ve AGN’ler ile galaksiler arasındaki etkileşimi keşfetmelerine olanak sağlayacak sonuçlar sağlayarak aramaya da yardımcı olacak.

Bu araştırma, “Active Galaxy NGC 1068’deki kara deliği gizleyen tozun termal görüntülemesi” başlıklı makalede sunulmuştur. Doğa.