Evrendeki en büyük kara deliklerden biri kozmik at nalı merkezinde gizleniyor

2007’de gökbilimciler, yaklaşık 5.5 milyar ışık yılı uzaklıktaki yerçekimsel lensli bir galaksiler sistemi olan Kozmik Horseshoe’u keşfetti. Ön plan galaksisinin kütlesi, ışığı bize ulaşmadan önce milyarlarca yıl boyunca seyahat eden uzak bir arka plan galaksisinin görüntüsünü büyütür ve bozar. Ön plan ve arka plan galaksileri, bir Einstein halkası oluşturacak kadar mükemmel bir hizalamada.

Kozmik at nalı üzerine yapılan yeni araştırmalar, ön plan galaksisinde şaşırtıcı 36 milyar güneş kütlesi ile ultra masal bir kara deliğin (UMBH) varlığını ortaya koyuyor.

Bir UMBH’nin katı bir tanımı yoktur, ancak bu terim genellikle 5 milyardan fazla güneş kütlesine sahip süper kütleli bir kara deliği (SMBH) tanımlamak için kullanılır. SMBH’ler kelimenin geleneksel anlamında “keşfedilmedi”. Aksine, zamanla varlıkları netleşti. Ayrıca, zamanla gittikçe daha büyük olanlar ölçüldü. En büyük olanlar için bir isim için artan bir ihtiyaç var ve “Ultra-Massif Kara Delik” terimi bu şekilde ortaya çıktı.

Kozmik at nalıdaki muazzam büyük kara deliğin keşfi yeni araştırmalarda sunulmaktadır. “Kozmik at nalı yerçekimi lensinin merkezinde 36 milyar güneş kütle kara deliğini tanıtmak” başlıklı ve baş yazar, Brezilya’da Instituto de Física, Universidade federal do rio grande do sul’dan Carlos Melo-Carneiro’dur. . kağıt şu anda mevcut Arxiv ön hazırlık sunucusu.

Göreliliğin Newton fiziğinin yerini aldığı ve evreni anlayışımızı bir sonraki seviyeye taşıdığı için 19. yüzyılın sonlarında/20. yüzyılın başlarında fizikte bir devrim vardı. Mekanın ve zamanın ayrı olmaktan ziyade iç içe geçtiği ve büyük nesnelerin uzay zamanını çözebileceği anlaşıldı.

Işık bile bağışık değildi ve Einstein, John Michell’in “Karanlık Yıldızlarına” dayanan kara delikler fikrini verdi – tutarlı bir matematiksel temel. 1936’da Einstein, yerçekimi lensini öngördü, ancak bugün zevk aldığımız görsel kanıtın tadını çıkaracak kadar uzun yaşamıyordu.

Şimdi, binlerce yerçekimi lensi biliyoruz ve onlar gökbilimcilerin doğal olarak oluşan araçlarından biri haline geldiler. Muazzam kara delikleri nedeniyle varlar.

Kozmik at nalıdaki mercek ön plan galaksisine LRG 3-757 olarak adlandırılır. Kızılötesi son derece parlak olan aydınlık kırmızı galaksi (LRG) adı verilen belirli bir nadir galaksi türüdür. LRG 3-757 de son derece büyük, Samanyolu’ndan yaklaşık 100 kat daha büyük ve şimdiye kadar gözlemlenen en büyük galaksilerden biri. Şimdi, şimdiye kadar tespit edilen en büyük kara deliklerden birinin bu muazzam galaksinin merkezini kapladığını biliyoruz.

Yazarlar, “Süper kütleli kara delikler (SMBH’ler) her büyük galaksinin merkezinde bulunur, kitleleri kozmik zaman boyunca bir ortak evrim yoluyla ev sahibi galaksilerine sıkıca bağlanır.”

Gökbilimciler büyük galaksilerin kalbinde yıldız kütleli kara delikler bulamazlar ve cüce galaksilerin kalbinde SMBH’ler bulamazlar. SMBHS ve ev sahibi galaksileri arasında, özellikle LRG 3-757 gibi büyük eliptikler arasında yerleşik bir bağlantı var. Bu çalışma bu bağlantıyı güçlendirir.

Araştırma, MBH-Sigmae ilişkisi olarak adlandırılanlara odaklanıyor. Bir SMBH’nin kütlesi ile galaktik çıkıntıdaki yıldızların hız dağılımı arasındaki ilişkidir. Hız dağılımı (Sigmae), yıldızların hızının ve ortalama hızın etrafında ne kadar değiştiklerinin bir ölçümüdür. Hız dağılımı ne kadar yüksek olursa, yıldızlar o kadar hızlı ve rastgele hareket eder.

Gökbilimciler galaksileri incelediklerinde, SMBH ne kadar büyük olursa, hız dispersiyonunun o kadar büyük olduğunu bulurlar. İlişki, galaksilerin evrimi ile SMBH’lerin büyümesi arasında derin bir bağlantı önermektedir. Bir SMBH kütlesi ve galaksisinin hız dağılımı arasındaki korelasyon o kadar sıkıdır ki, gökbilimciler hız dağılımını ölçerek SMBH kütlesinin iyi bir tahminini alabilirler.

Bununla birlikte, kozmik at nalıdaki UMBH, MBH-Sigma E ilişkisinin önerdiğinden daha büyüktür.

Yazarlar, “Evrendeki en parlak küme galaksileri (BCG’ler) gibi en büyük galaksilerin en büyük SMBH’lere ev sahipliği yapması bekleniyor.” Gökbilimciler bu galaksilerde LRG 3-757 dahil birçok UMBH buldular. “Bununla birlikte, bu UMBH’lerin önemi, birçoğunun standart doğrusal m’den sapması gerçeğinde yatmaktadır._Bh – σ_e İlişki “araştırmacılar açıklar.

LRG 3-757 korelasyondan önemli ölçüde sapmaktadır. “Bulgularımız kozmik at nalı ~ 1.5 sigma’nın m –_Bh – σ_e BGC’lerde ve diğer büyük galaksilerde gözlenen ortaya çıkan bir eğilimi destekleyen ilişki, “Yazarlar yazıyor.”_Bh – σ_e Potansiyel olarak SMBH’lerin ve ev sahibi galaksilerin farklı bir ortak evrimi tarafından yönlendirilen en yüksek kitlelerde ilişki. “

M’nin bu ayrışmasının arkasında ne var_Bh – σ_e Büyük galaksilerde ilişki? Bazı yıldızlar, geçmiş birleşmelerdeki galaksiden çıkarılmış olabilir ve hız dağılmasını etkilemiş olabilir.

Yazarlara göre LRG 3-757 bir fosil grubunun parçası olabilir. “At nalı merceği, z = 0.44’te benzersizdir ve bunun nispeten büyük bir refakatçi galaksileri yoktur – muhtemelen bir fosil grubudur.”

Fosil grupları, merkezlerinde son derece büyük galaksiler, genellikle LRG’ler içeren büyük galaksi gruplarıdır. Fosil grupları ve LRG’ler, aktivitenin yavaşladığı galaksilerde evrimin geç bir aşamasını temsil eder. LRG’lerde birkaç yıldız oluşur, bu yüzden “kırmızı ve ölü” olurlar. Galaksiler arasında çok az veya hiç etkileşim yoktur.

Yazarlar, “Fosil grupları, erken galaksi birleşmelerinin kalıntıları olarak, potansiyel olarak yüksek BH kütlesini açıklayan yerel galaksilere kıyasla farklı evrimsel yolları takip edebilir.”

LRG 3-757 “Ovma” denilen şeyi deneyimleyebilirdi. İki son derece büyük gökada birleştiğinde ve galaksinin merkezindeki yıldızların hız dağılmasını etkilediğinde ovma meydana gelebilir. Yazarlar, “Bu süreçte, ikili SMBH’ler, birleştirilmiş galaksinin merkezi bölgelerinden yıldızları dinamik olarak sınır dışı ederek, SMBH kütlesini büyük ölçüde değiştirirken yıldız hız dağılımını etkili bir şekilde azaltır.”

Başka bir olasılık kara delik/agn geri bildirimidir. Kara delikler aktif olarak beslenirken aktif galaktik çekirdekler olarak adlandırılır. AGN’den güçlü jetler ve çıkışlar yıldız oluşumunu giderebilir ve muhtemelen galaksinin merkezi yapısını değiştirebilir. Bu, SMBH’nin büyümesini hız dağılmasından ayırabilir.

Yazarlar, “Üçüncü bir senaryo, böyle bir UMBH’nin erken evrende hızlı SMBH toplanma bölümleri yaşayan son derece aydınlık kuasarların kalıntıları olabileceğini öne sürüyor.”

Araştırmacılar, M’deki dağılımı açıklamak için “daha fazla gözlem ve daha iyi modelin gerekli olduğunu söylüyor_Bh – σ_e üst ucunda ilişki. “

Öklid görevi sayesinde daha fazla gözlem yolda. Yazarlar, “Euclid misyonunun önümüzdeki beş yıl içinde yüz binlerce lensi keşfetmesi bekleniyor.” Son derece büyük teleskop (ELT), hız dağılımının daha ayrıntılı dinamik çalışmalarına izin vererek de katkıda bulunacaktır.

Yazarlar, “Bu yeni Discovery dönemi, galaksi evrimi anlayışımızı ve baryonik ve DM bileşenleri arasındaki etkileşimi derinleştirmeyi vaat ediyor.”