Süper kütleli bir kara deliğin etrafındaki birikim diskinden (kırmızı-turuncu) fırlatılan bir kuasar rüzgarının (açık mavi renkte) bir sanatçının izlenimi. Katkıda bulunanlar: NASA/CXC/M. Weiss, Catherine Grier ve SDSS işbirliği
Yeni bir keşif, aktif kara deliklerin yeni yıldızların gelişimini teşvik ederek veya durdurarak galaksilerini nasıl sürekli olarak şekillendirebildiğini aydınlatmaya yardımcı oluyor.
Astronomik araştırmalar, süper kütleli kara deliklerin galaksilerdeki gazı hızlandırdığını ve güçlü rüzgarlar yoluyla yıldız gelişimini önemli ölçüde etkilediğini ortaya koyuyor. Bu çalışma, kara deliklerin galaksilerini nasıl şekillendirdiğine dair önemli bilgiler ekliyor.
Kozmik Dinamikler: Galaksilerdeki Gaz İvmesi
Uzak bir galaksideki gaz bulutları, süper kütleli galaksiden gelen radyasyon patlamaları nedeniyle komşu yıldızların arasına giderek daha hızlı (saniyede 10.000 milden fazla bir hızla) itiliyor. Kara delik galaksinin merkezinde. Bu, aktif kara deliklerin, yeni yıldızların gelişimini teşvik ederek veya durdurarak galaksilerini sürekli olarak nasıl şekillendirebildiklerini aydınlatmaya yardımcı olan bir keşif.
Wisconsin Üniversitesi-Madison astronomi profesörü Catherine Grier ve yeni mezun Robert Wheatley liderliğindeki bir araştırma ekibi, milyarlarca ışıkyılı uzaklıkta, özellikle parlak ve çalkantılı bir kara delik olan kuasardan yıllarca toplanan verileri kullanarak hızlanan gazı ortaya çıkardı. Boötes takımyıldızı. Bulgularını Amerikan Astronomi Topluluğu’nun Madison’daki 244. toplantısında sundular.
Bilim insanları kara deliklerin çoğu galaksinin merkezinde yer aldığına inanıyor. Kuasarlar, kara deliğin muazzam çekim gücü tarafından çekilen madde diskleriyle çevrelenmiş süper kütleli kara deliklerdir.
Süper kütleli bir kara deliğin etrafındaki birikim diskinden (kırmızı-turuncu) fırlatılan bir kuasar rüzgarının (açık mavi renkte) bir sanatçının izlenimi. Sağdaki ekte SBS 1408+544 kuasarından alınan iki spektrum yer alıyor; bu spektrum, kuasar rüzgarları tarafından itilen gazın ivmesini açığa çıkaran emilen ışığın sola doğru kaymasını gösteriyor. Katkıda bulunanlar: NASA/CXC/M. Weiss, Catherine Grier ve SDSS işbirliği
Kuasar Aydınlatmasının Mekanizmaları
Grier, “Bu diskteki malzeme her zaman kara deliğin içine düşüyor ve bu çekme ve çekmenin sürtünmesi diski ısıtıyor ve onu çok çok sıcak ve çok çok parlak hale getiriyor” diyor. “Bu kuasarlar gerçekten çok parlak ve diskin iç kısmından uzak kısımlarına kadar geniş bir sıcaklık aralığı olduğundan emisyonları elektromanyetik spektrumun neredeyse tamamını kapsıyor.”
Parlak ışık, kuasarları neredeyse evren kadar eski (13 milyar ışıkyılı kadar uzakta) görünür hale getiriyor ve bunların geniş radyasyon aralığı, onları gökbilimcilerin erken evreni araştırmalarında özellikle yararlı kılıyor.
Artı işaretinin ortasındaki mavi nokta olan SBS 1408+544 kuasarının görüntüsü. Kredi: Jordan Raddick ve SDSS işbirliği
Kara Delik Rüzgârlarına İlişkin Gözlemsel Bilgiler
Araştırmacılar, SBS 1408+544 adı verilen bir kuasarın, artık Kara Delik Haritalayıcı Yankılanma Haritalama Projesi olarak bilinen Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması tarafından yürütülen bir program tarafından toplanan sekiz yılı aşkın gözlemlerden yararlandı. Gaz halindeki karbondan oluşan rüzgarları, eksik olan kuasardan gelen ışığı (gaz tarafından emilen ışığı) tespit ederek takip ettiler. Ancak gölge, spektrumda karbonu işaret edecek tam olarak doğru noktada emilmek yerine, SBS 1408+544’e her yeni bakışla evden daha da uzaklaştı.
Wheatley, “Bu değişim bize gazın hızlı ve her zaman daha hızlı hareket ettiğini gösteriyor” diyor. “Rüzgar hızlanıyor çünkü toplanma diskinden fırlatılan radyasyon tarafından itiliyor.”
Grier’in de aralarında bulunduğu bilim insanları, daha önce kara delik birikim disklerinden gelen hızlanan rüzgarları gözlemlediklerini ileri sürmüştü ancak bu henüz birkaç gözlemden daha fazlasından elde edilen verilerle desteklenmemişti. Yeni sonuçlar, yaklaşık on yıl boyunca SBS 1408+544’ün yaklaşık 130 gözleminden elde edildi; bu, ekibin hızdaki artışı yüksek güvenle sağlam bir şekilde belirlemesine olanak tanıdı.
Kara Delik Rüzgârlarının Galaktik Evrim Üzerindeki Etkisi
Gazı kuasardan dışarı iten rüzgarlar gökbilimcilerin ilgisini çekiyor çünkü bunlar süper kütleli kara deliklerin kendilerini çevreleyen galaksilerin evrimini etkilemesinin bir yolu.
Wheatley, “Yeterince enerjiklerse, rüzgarlar ev sahibi galaksiye kadar gidebilir ve burada önemli bir etki yaratabilir” diyor.
Koşullara bağlı olarak, bir kuasarın rüzgarları, gazı bir arada sıkıştıran ve ev sahibi galaksideki bir yıldızın doğumunu hızlandıran bir basınç sağlayabilir. Veya bu yakıtı temizleyip potansiyel bir yıldızın oluşmasını engelleyebilir.
Çalışmaları Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen Grier, “Süper kütleli kara delikler büyük, ancak galaksileriyle karşılaştırıldığında gerçekten çok küçükler” diyor. “Bu, birbirleriyle ‘konuşamayacakları’ anlamına gelmiyor ve bu, bu tür kara deliklerin etkilerini modellerken hesaba katmamız gereken bir diğeriyle konuşma yoludur.”
SBS 1408+544 çalışması 11 Haziran’da yayınlandı. Astrofizik Dergisi.
Referans: Robert Wheatley, Catherine J. Grier, Patrick B. Hall, WN Brandt, Jonah Lotz, DP Schneider tarafından yazılan “SDSS-V Kara Delik Eşleyicisi Yankılanma Haritalama Projesi: Quasar SBS 1408+544’te C iv Geniş Soğurma Hattı Hızlandırması” , Jonathan R. Trump, Yue Shen, Lucas M. Seaton, Scott F. Anderson, Matthew J. Temple, Roberto Assef, Logan B. Fries, Y. Homayouni, Darshan Kakkad, Anton M. Koekemoer, Mary Loli Martínez-Aldama, C. Alenka Negrete, Claudio Ricci, Dmitry Bizyaev, Joel R. Brownstein, Sean Morrison ve Kaike Pan, 11 Haziran 2024, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/ad429e
Çalışmaya York Üniversitesi, Pensilvanya Eyalet Üniversitesi, Arizona Üniversitesi ve diğerlerinden işbirlikçileri dahil edildi.
Bu araştırma kısmen Ulusal Bilim Vakfı’nın (AST-2310211 ve AST-2309930) bağışlarıyla finanse edildi.
