CHARA Dizisi, uzak galaksinin zor, tozlu iç bölgesini tespit etti

Bilim adamlarından oluşan uluslararası bir ekip, süper kütleli bir kara deliğin etrafındaki uzun zamandır aranan, en içteki tozlu halkayı ortaya çıkan jetine dik açıyla doğrudan gözlemleme kilometre taşına ulaştı. Böyle bir yapının galaksilerin çekirdeğinde var olduğu düşünülüyordu, ancak araya giren maddeler görüş hattımızı kapattığı için doğrudan gözlemlenmesi zordu.

Şimdi iç disk, galaksi dışı bir nesne için şimdiye kadar yapılmış olan kızılötesi dalga boylarında en yüksek uzamsal çözünürlük kullanılarak tespit ediliyor. Yeni keşif geçtiğimiz günlerde yayınlandı. Astrofizik Dergisi.

Yüksek Açısal Çözünürlüklü Astronomi Merkezi (CHARA) Dizisi Yardımcı Direktörü Gail Schaefer, “Bu, uzak bir galaksinin iç bölgesini bu kadar ince ayrıntılarla görüntülemek için çok heyecan verici bir adım” dedi.

Her büyük galaksinin merkezinde süper kütleli bir kara deliğin var olduğu düşünülüyor. Çevreleyen bölgedeki malzeme merkeze doğru çekildiğinde, gaz sıcak ve parlak disk benzeri bir yapı oluşturur. Bazı durumlarda, kara deliğin çevresinden diske dik açı yapan bir yönde bir jet çıkar. Bununla birlikte, esasen bu aktif süper kütleli kara delik sisteminin “motoru” olan bu düz yapı, geleneksel teleskoplarla yakalanamayacak kadar küçük olduğu için hiçbir zaman doğrudan görülmedi.

Bu anahtar yapıya yaklaşmanın bir yolu, doğrudan bir dış “tozlu halka” görmektir – yıldızlararası gaz, yalnızca sıcaklığın yeterince düşük olduğu dış bölgede hayatta kalabilen toz tanecikleri, ağır elementlerden yapılmış küçük katı parçacıklar içerir (

Bu yapıyı uçtan uca görme girişimleri zordur, çünkü sistem ışığı soğurucu görevi gören aynı toz tarafından engellenir. Bunun yerine, yeni araştırmada ekip, yakın evrendeki en parlak nesne olan, yüz yüze görüşe sahip bir sisteme odaklandı. Bununla birlikte, algılama, kızılötesi dalga boylarında çok yüksek uzamsal çözünürlüğe ve aynı zamanda, nesneleri farklı yönlerde gözlemlemek için uygun şekilde yerleştirilmiş geniş bir teleskop dizisine ihtiyaç duyuyordu.

California’daki Mount Wilson Gözlemevi’ndeki Georgia Eyalet Üniversitesi CHARA Array interferometresi, bu gereksinimlerin her ikisini de karşılayan tek tesistir. Dizi, çok daha büyük bir teleskopun uzamsal çözünürlüğünü elde etmek için birleştirilen, her biri 1 metre çapında bir aynaya sahip 6 teleskoptan oluşur.

Her bir teleskop nispeten küçük olsa da, dizi düzeni, nesneleri çeşitli açılardan ve teleskoplar arasında büyük mesafelerle gözlemlemek için optimize edilmiştir. Bu, çok yüksek bir uzamsal çözünürlük yeteneği sağlar. CHARA Dizisi aslında kızılötesi dalga boylarında dünyanın en keskin gözlerine sahiptir.

CHARA Dizisi ile ekip nihayet galaksinin merkezinde NGC 4151 olarak adlandırılan jete dik açıda olan tozlu halkayı tespit etti.

Kyoto Sangyo Üniversitesi’ndeki projenin baş araştırmacısı Makoto Kishimoto, “Bu yapıyı çıplak bir çekirdek nesnesinde uzun zamandır görmeyi umuyorduk” diyor.

Büyük bir destek, her teleskopun yakın zamanda “adaptif optik” adı verilen yeni bir sistem eklemesiydi.

CHARA Dizisinde doktora sonrası araştırmacı olan ve gözlemlerin yürütülmesinde kritik bir rol oynayan Matt Anderson şöyle diyor: “Bu, ışığın enjeksiyon oranını büyük ölçüde artırdı ve nispeten küçük toplayıcı aynanın, çok daha sönük olan ekstragalaktik hedefi gözlemlemesini telafi etti. galaksimizde tipik olarak gözlemlenen yıldız hedeflerinden daha fazla.”

Son 40 yılda, alandaki araştırmacılar, bu tozlu halkanın, biriken süper kütleli karadelik sistemlerinin farklı özelliklerini anlamak için bir anahtar olduğuna inanıyorlardı. Gözlemlediğimiz özellikler, aktif galaksinin çekirdeğini belirsiz, kenardan mı yoksa net, yüz yüze mi gördüğümüze bağlıdır. Bu halka benzeri yapının tespiti bu modeli doğrular.

Ayrıca, tespit muhtemelen sadece düz bir yapının göstergesi değildir. Ek araştırmalar, daha da büyük bir dış bölgeye karşılık gelen biraz daha uzun kızılötesi dalga boylarında görülen yapının, jet boyunca dik bir açıda değil, uzamış gibi göründüğünü gösteriyor. Bu, jet yönüne doğru üflenen tozlu bir rüzgarın bir göstergesi olarak yorumlandı.

İç yapının düz ve jete dik göründüğüne dair mevcut bulgu, rüzgarlı yapı ve aktif kara delik sistemini çevreleyen galaksinin geri kalanıyla etkileşimi için önemli bir bağlantıdır.

Bu çığır açan gözlemler, tozlu diskin boyutunu ve yönünü ölçtü. Ekip, CHARA Array’de uzayın derinliklerini görebilen ve kaynağın daha ince ölçekli yapısını çözebilen yeni bir enstrüman oluşturarak merkezi bölgenin daha ayrıntılı bir görüntüsünü elde etmek için çalışıyor.