Gökbilimciler, kara deliğin ev sahibi galaksiyi açlıktan öldürdüğünü tespit etti

Gökbilimciler, süper kütleli kara deliklerin, yeni yıldızlar oluşturmak için ihtiyaç duydukları yakıttan ev sahibi galaksileri mahrum bırakabileceğini doğrulamak için NASA/ESA James Webb Uzay Teleskobu’nu kullandılar. sonuçlar dergide bildirilmektedir Doğa Astronomi.

Cambridge Üniversitesi’nin eş liderliğindeki uluslararası ekip, Büyük Patlama’dan yaklaşık iki milyar yıl sonra, erken evrende Samanyolu büyüklüğünde bir galaksiyi gözlemlemek için Webb’i kullandı. Çoğu büyük galaksi gibi, merkezinde süper kütleli bir kara delik var. Ancak, bu galaksi esasen ‘ölü’: yeni yıldızlar oluşturmayı büyük ölçüde bıraktı.

Cambridge Kavli Kozmoloji Enstitüsü’nden eş baş yazar Dr. Francesco D’Eugenio, “Daha önceki gözlemlere dayanarak, bu galaksinin sönmüş bir durumda olduğunu biliyorduk: Boyutuna göre pek çok yıldız oluşturmuyor ve kara delik ile yıldız oluşumunun sonu arasında bir bağlantı olmasını bekliyoruz” dedi.

“Ancak Webb’e kadar bu galaksiyi bu bağlantıyı doğrulayacak kadar ayrıntılı bir şekilde inceleyemedik ve bu sönmüş halin geçici mi yoksa kalıcı mı olduğunu bilmiyorduk.”

Resmen GS-10578 olarak adlandırılan ancak onu detaylı bir şekilde gözlemlemeye karar veren meslektaşının adıyla “Pablo’nun Galaksisi” olarak adlandırılan bu galaksi, evrenin erken bir dönemi için oldukça büyük: toplam kütlesi Güneş’in kütlesinin yaklaşık 200 milyar katı ve yıldızlarının çoğu 12,5 ila 11,5 milyar yıl önce oluşmuş.

“Erken evrende, çoğu galaksi çok sayıda yıldız oluşturuyordu, bu yüzden bu dönemde böylesine büyük bir ölü galaksi görmek ilginçti,” diyor Kavli Kozmoloji Enstitüsü’nden ortak yazar Profesör Roberto Maiolino. “Bu kadar büyük bir boyuta ulaşmak için yeterli zamanı olsaydı, yıldız oluşumunu durduran süreç muhtemelen nispeten hızlı bir şekilde gerçekleşmiş olurdu.”

Araştırmacılar, Webb’i kullanarak bu galaksinin saniyede yaklaşık 1.000 kilometre hızla büyük miktarda gaz püskürttüğünü tespit ettiler; bu, galaksinin yerçekimsel çekiminden kaçmak için yeterince hızlıdır. Bu hızlı hareket eden rüzgarlar, kara delik tarafından galaksinin dışına ‘itiliyor’.

Diğer kara delik biriktiren galaksiler gibi, “Pablo’nun Galaksisi” de sıcak gazdan oluşan hızlı dışarı akan rüzgarlara sahiptir, ancak bu gaz bulutları zayıftır ve çok az kütleye sahiptir. Webb, daha önceki teleskoplarla görülemeyen yeni bir rüzgar bileşeninin varlığını tespit etti. Bu gaz daha soğuktur, yani daha yoğundur ve—en önemlisi—hiç ışık yaymaz. Webb, üstün hassasiyetiyle, bu karanlık gaz bulutlarını görebilir çünkü arkalarındaki galaksiden gelen ışığın bir kısmını engellerler.

Galaksiden dışarı atılan gaz kütlesi, galaksinin yeni yıldızlar oluşturmaya devam etmesi için ihtiyaç duyacağından daha fazladır. Özünde, kara delik galaksiyi açlıktan öldürmektedir.

“Suçluyu bulduk,” dedi D’Eugenio. “Kara delik bu galaksiyi öldürüyor ve onu uykuda tutuyor, galaksinin yeni yıldızlar oluşturmak için ihtiyaç duyduğu ‘yiyecek’ kaynağını keserek.”

Daha önceki teorik modeller kara deliklerin galaksiler üzerinde bu etkiye sahip olduğunu öngörmüş olsa da, Webb’den önce bu etkiyi doğrudan tespit etmek mümkün olmamıştı.

Daha önceki modeller, yıldız oluşumunun sonunun galaksiler üzerinde şiddetli, çalkantılı bir etki yaratacağını ve bu süreçte şekillerini bozacağını öngörmüştü. Ancak bu disk şeklindeki galaksideki yıldızlar hala düzenli bir şekilde hareket ediyor ve bu da bunun her zaman böyle olmadığını gösteriyor.

“Kara deliklerin galaksiler üzerinde büyük bir etkiye sahip olduğunu biliyorduk ve belki de yıldız oluşumunu durdurmaları yaygın bir durumdu, ancak Webb’e kadar bunu doğrudan doğrulayamadık,” dedi Maiolino. “Bu, Webb’in erken evreni ve nasıl evrimleştiğini inceleme yeteneğimiz açısından bu kadar büyük bir sıçrama olmasının bir başka yolu.”

Galaksinin en soğuk ve en karanlık gaz bileşenlerini hedef alan Atacama Büyük Milimetre-Milimetre Altı Dizisi (ALMA) ile yapılacak yeni gözlemler, bu galakside yıldız oluşumu için herhangi bir yakıtın hâlâ nerede ve ne şekilde saklı olduğu ve galaksiyi çevreleyen bölgedeki süper kütleli kara deliğin etkisinin ne olduğu konusunda bize daha fazla bilgi verecek.