Gökbilimciler süper kütleli kara deliğin etrafında manyetik döngüler keşfetti

NGC 1068, merkezinde süper kütleli bir kara delik bulunan, iyi bilinen, nispeten yakınlarda bulunan parlak bir gökadadır. Gökbilimciler için popüler bir hedef statüsüne rağmen, birikim diski kalın toz ve gaz bulutları tarafından engelleniyor. Birkaç ışıkyılı çapındaki dış birikim diski, onlarca yıldır daha derin yapılara işaret eden yüzlerce farklı su maser kaynağıyla noktalanmıştır.

Ustalar, mikrodalga veya radyo dalga boylarında parlayan farklı elektromanyetik radyasyon işaretleridir; Radyo astronomisinde, 22 GHz frekansında gözlemlenen su ustaları özellikle faydalıdır çünkü optik dalga boylarını engelleyen toz ve gazın çoğunun içinden parlayabilirler.

Bucknell Üniversitesi’nden gökbilimci Jack Gallimore liderliğindeki uluslararası gökbilimciler ve öğrencilerden oluşan bir ekip, NGC 1068’i akıllarında iki hedefle gözlemlemek için yola çıktı: galaksinin radyo sürekliliğinin astrometrik haritalaması ve su ustalarının kutuplaşma ölçümleri.

Ortak yazar CM Violette Impellizzeri, “NGC 1068, aktif galaksiler arasında bir nevi VIP” diyor. “Bir kara delik ve kenardan birikme diski ile olağandışı derecede güçlü. Ve çok yakında olduğundan, gerçekten çok detaylı bir şekilde incelendi.” Ancak Gallimore ve ekibi NGC 1068’e tamamen yeni bir açıdan bakmak için yola çıktı. Onların makalesi yayınlandı içinde Astrofizik Günlük Mektupları.

Bu nitelikteki gözlemler, Karl G. Jansky Çok Büyük Dizi’deki NSF NRAO teleskopları, Çok Uzun Taban Çizgisi Dizisi ve birbirine bağlı ve tamamen desteklenen Green Bank Teleskobu’ndan oluşan, yakın zamanda güncellenen Yüksek Hassasiyet Dizisi’ne (HSA) dayanıyordu. NSF NRAO.

Ekip, su yapıcıların polarizasyonunu ve NGC 1068’den gelen radyo emisyonlarının sürekliliğini ölçerek, artık NGC 1068* olarak bilinen kompakt radyo kaynağının yanı sıra daha sönük emisyonlara sahip gizemli genişletilmiş yapıları ortaya çıkaran bir harita oluşturdu.

NGC 1068’in ve onun su yapıcılarının astrometrik dağılımının haritalanması, bunların yapının filamentleri boyunca yayıldıklarını ortaya çıkardı. Gallimore şöyle özetledi: “Bu yeni gözlemlerde, maser noktalarının filamentlerinin bir ip üzerindeki boncuklar gibi sıralandığı gerçekten ortaya çıktı.”

Ekip, galaksinin çekirdeğindeki yapıları gösteren radyo sürekliliği ile ustaların konumları arasında net bir kayma (bir yer değiştirme açısı) olduğunu görünce şaşkına döndü. “Yapılandırma kararsız, bu yüzden muhtemelen manyetik olarak başlatılan bir çıkışın kaynağını gözlemliyoruz.”

Bu su ustalarının polarizasyonuna ilişkin HSA ölçümleri, manyetik alanların çarpıcı kanıtlarını ortaya çıkardı. Gallimore, “Galaksimizin dışındaki su ustalarında kutuplaşmayı şimdiye kadar hiç kimse görmedi” diye vurguladı. Güneşimizin yüzeyinde çıkıntılar olarak görülen döngüsel yapılara benzer şekilde, bu su yapıcıların polarizasyon modeli, manyetik alanların da bu ışık yılı ölçeğindeki yapıların kökeninde olduğunu açıkça göstermektedir.

Gallimore şöyle özetliyor: “Filamentlere bakmak ve polarizasyon vektörlerinin onlara dik olduğunu görmek, bunların manyetik olarak tahrik edilen yapılar olduğunu doğrulamanın anahtarıdır. Bu tam olarak görmeyi beklediğiniz şey.”

Bölgeyle ilgili önceki çalışmalar genellikle manyetik alanlarla ilişkili desenlere işaret ediyordu, ancak bu tür sonuçlar yakın zamana kadar gözlem teknolojisinin ulaşamayacağı bir yerde kaldı. Gallimore, “Yalnızca HSA, polarize ışık kullanarak manyetik alanların haritasını çıkarmak için gereken çözünürlük ve hassasiyet kombinasyonuna sahiptir” diyor.

Impellizzeri şunları ekliyor: “NSF NRAO tesislerinde çok sayıda iyileştirme yapıldı. Tüm teleskoplarda önemli iyileştirmeler yapıldı. Bu nedenle, sadece eski gözlemlere geri dönmek yerine bu gözlemleri yeniden yapmaya değer olduğuna karar vermemizin nedenlerinden biri de bu. Arşiv sayesinde artık çok daha iyi verilere ulaşacağımızı biliyorduk.”

Bulguları, kompakt bir merkezi radyo kaynağının (galaksinin süper kütleli kara deliği), NGC 1068’in manyetik alanları içindeki yapıyı gösteren su ustalarının net polarizasyonunu ve radyo frekanslarının sürekliliği boyunca olağanüstü genişletilmiş özellikleri ortaya koyuyor. Bu bulgular birlikte, manyetik alanların bu olayların altında yatan itici güçler olduğunu göstermektedir.

Ancak hâlâ pek çok gizem var. Örneğin radyo süreklilik haritasında, ekibin “tilki kuyruğu” adını verdiği, orta bölgeden kuzeye doğru uzanan dağınık, soluk bir çıkıntı var.

Gallimore şöyle diyor: “Bunu yapmaya başladığımızda kendi kendimize ‘Bakalım gerçekten sınırları zorlayıp iyi bir süreklilik ve kutuplaşma verileri elde edebilecek miyiz’ dedik.” Ve bu hedeflerin her ikisi de başarılı oldu. NSF NRAO Yüksek Hassasiyet Dizisi ile ilk kez su megamaseri kutuplaşmasını tespit ettik ve aynı zamanda hala aklımızda tutmaya çalıştığımız gerçekten muhteşem bir süreklilik haritası da yaptık.”