Gökbilimciler kara deliğin enerjik geçişine tanık oldular

Birmingham Üniversitesi, University College London ve Queen’s University Belfast’tan araştırmacılar tarafından yönetilen bir gökbilimciler ekibi, bir kara deliğin şimdiye kadar görülen en dramatik ‘açılmalarından’ birini keşfettiler. Bulgularını 4 Temmuz Salı günü Cardiff’teki 2023 Ulusal Astronomi Toplantısında sunacaklar. Çalışma ayrıca yayınlanacak Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri.

J221951 olarak bilinen J221951-484240, şimdiye kadar kaydedilen en parlak geçişlerden (parlaklığını kısa bir süre içinde değiştiren astrofiziksel nesneler) biridir. Eylül 2019’da Birmingham Üniversitesi’nden astronom Dr. Samantha Oates ve ekibi tarafından yerçekimi dalgası olayından gelen elektromanyetik ışığı ararken keşfedildi. Ekip, bir nötron yıldızının başka bir nötron yıldızıyla veya bir kara delikle birleşmesinin işareti olan bir kilonovayı aramak için Neil Gehrels Swift Gözlemevi’ndeki Ultra-Violet ve Optik Teleskopu kullanıyordu. Bir kilonova tipik olarak mavi görünür, sonra solar ve birkaç günlük bir zaman ölçeğinde rengi daha kırmızıya döner. Bunun yerine daha da sıra dışı bir şey buldular: J221951. Geçici mavi görünüyordu, ancak renk değiştirmedi veya bir kilonovanın yapacağı gibi hızla solmadı.

J221951’i takip etmek ve doğasını belirlemek için NASA’nın Swift/UVOT ve Hubble Uzay Teleskobu, Güney Afrika Büyük Teleskobu ve MPG/ESO 2.2- üzerindeki Çok Büyük Teleskop ve GROND cihazı gibi ESO tesisleri dahil olmak üzere birden fazla teleskop kullanıldı. La Silla Gözlemevi’ndeki metrelik teleskop.

Hubble Uzay Teleskobu ile alınan bir J221951 spektrumu, J221951’in yerçekimi dalgası olayıyla ilişkisini dışladı. Dr. Oates ve ekibi, J221951’in ışık spektrumunu inceleyerek, kaynağın 0,5 milyar ışıkyılı uzaklıkta tespit edilen yerçekimi dalgası sinyalinin aksine, yaklaşık 10 milyar ışıkyılı uzaklıkta olduğunu belirlemeyi başardı. Bu kadar büyük bir mesafede çok parlak bir şekilde parlaması, J221951’i şimdiye kadar tespit edilen en parlak geçişlerden biri yapar.

Kanıtlar, J221951’in çevredeki malzemeyi çok hızlı besleyen süper kütleli bir kara deliğin sonucu olarak ortaya çıktığını gösteriyor. J221951’in tespitinden önce konumunda kırmızı bir gökada gözlemlendi ve J221951’in konumu, büyük kütleli bir kara deliğin doğal olarak bulunacağı gökadanın merkeziyle tutarlı. İlk tespitten yaklaşık 10 ay önce çok aniden parlamaya başladı, yani kara delik bir süre sessiz kaldıktan sonra çok hızlı bir şekilde beslenmeye başladı. Ultraviyole spektrumu, büyük bir enerji salınımı ile dışarı doğru itilen malzeme ile tutarlı absorpsiyon özelliklerini gösterir. Bu, büyük parlaklığıyla birleştiğinde, bunu bir kara deliğin şimdiye kadar görülen en dramatik ‘açılmalarından’ biri yapıyor.

Ekip, süper kütleli bir kara deliğin bu aşırı beslenmesini açıklayabilecek iki olası mekanizma belirledi. İlki, bir gelgit bozulması olayından, yani galaksisinin merkezindeki süper kütleli kara deliğin yakınından geçen bir yıldızın bozulmasından kaynaklanmış olabilir. İkincisi, aktif bir galaktik çekirdeğin uyku halinden aktif hale ‘değişen durum’ tarafından üretilmiş olabileceğidir. O halde J221951, ev sahibi galaksinin merkezindeki uyuyan bir kara deliğin bir yığılma diskinden gelen materyalle beslenmeye başladığının sinyali olacaktır.

Queen’s University Belfast’tan ekibin bir üyesi olan Dr. Matt Nicholl, “Süper kütleli kara deliklerin yapabileceği farklı şeyler hakkındaki anlayışımız, son yıllarda yıldızların parçalandığı ve kara deliklerin muazzam bir şekilde biriktiğine dair keşiflerle büyük ölçüde genişledi. değişken parlaklıklar.” J221951, bir kara deliğin bizi şaşırtmasının şimdiye kadarki en aşırı örneklerinden biri. Toplam enerji salınımını hesaplamak için J221951’in sürekli izlenmesi, bunun bir yıldızın bir yıldız tarafından gelgitle bozulması olup olmadığını anlamamıza izin verebilir. hızlı dönen kara delik veya yeni bir tür AGN anahtarı”.

University College London’daki Mullard Uzay Bilimleri Laboratuvarı ekibinin bir başka üyesi olan Dr. N. Paul Kuin, “Önemli keşif, Hubble’ın ultraviyole spektrumunun bir Galaktik kökeni dışladığı zamandı. Bu, onu korumanın ne kadar önemli olduğunu gösteriyor.” gelecek için uzay tabanlı bir UV spektrograf yeteneği.”

Dr. Samantha Oates, “Gelecekte, gelgit bozulması olayı ile aktif galaktik çekirdek senaryoları arasında ayrım yapmaya yardımcı olacak önemli ipuçları elde edebileceğiz. Örneğin, J221951, bir AGN’nin açılmasıyla ilişkilendirilirse, durmasını bekleyebiliriz. J221951 bir gelgit kesintisi olayı ise, azalmaya devam etmesini bekleriz. J221951’i önümüzdeki birkaç aydan yıllar boyunca geç dönem davranışını yakalamak için izlemeye devam etmemiz gerekecek.”