Hubble, Cüce Gökadada Yıldız Oluşumunun Ateş Fırtınasını Ateşleyen Bir Kara Delik Görüyor

Cüce gökada Henize 2-10, gökbilimcilerin beklentilerini karşılayarak büyük bir etki yaratmaya devam ediyor.

Kara delikler genellikle evrenin canavarları olarak tanımlanır; yıldızları parçalayan, çok yaklaşan her şeyi tüketen ve ışığı tutsak eden. Ayrıntılı kanıt NASA‘s Hubble uzay teleskobubununla birlikte, bir gösterir Kara delik yeni bir ışık altında: yıldız oluşumunu bastırmak yerine teşvik etmek. Cüce yıldız patlaması gökadası Henize 2-10’un Hubble görüntülemesi ve spektroskopisi, karadelikten göbek kordonu gibi parlak bir yıldız doğum bölgesine uzanan ve zaten yoğun olan bulutu yıldız kümeleri oluşturmak üzere tetikleyen bir gaz çıkışını açıkça göstermektedir. Gökbilimciler daha önce bir cüce gökadanın daha büyük gökadalardaki süper kütleli kara deliklere benzer bir kara deliğe sahip olabileceğini tartışmışlardı. Kozmik zaman boyunca küçük kalan cüce gökadalar üzerine daha fazla çalışma, süper kütleli karadeliklerin ilk tohumlarının evrenin tarihi boyunca nasıl oluştuğu ve evrimleştiği sorusuna ışık tutabilir.

Cüce yıldız patlaması gökadası Henize 2-10’un Hubble görüntülemesi ve spektroskopisi, karadelikten göbek kordonu gibi parlak bir yıldız doğum bölgesine uzanan ve zaten yoğun olan bulutu yıldız kümeleri oluşturmak üzere tetikleyen bir gaz çıkışını açıkça göstermektedir. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi; Baş Yapımcı: Paul Morris

Genellikle ışığı tutsak eden yıkıcı canavarlar olarak tasvir edilen kara delikler, NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’nun son araştırmasında daha az kötü bir rol üstleniyor. Cüce gökada Henize 2-10’un kalbindeki bir kara delik, yıldızları yutmak yerine yaratıyor. Kara delik, görünüşe göre galakside meydana gelen yeni yıldız oluşumunun ateş fırtınasına katkıda bulunuyor. Cüce gökada, güney takımyıldızı Pyxis’te 30 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır.

On yıl önce bu küçük galaksi ayarlamak kapalı çekişme gökbilimciler arasında, cüce gökadaların, daha büyük gökadaların kalplerinde bulunan süper kütleli devlerle orantılı kara deliklere ev sahipliği yapıp yapmadığı konusunda. Bu yeni keşif, gezegenimizde bulunan yıldız sayısının sadece onda birini içeren çok az Henize 2-10’a sahiptir. Samanyolu, süper kütleli kara deliklerin nereden geldiğine dair gizemi çözmede büyük bir rol oynamaya hazırlanıyor.

Amy Reines, “On yıl önce, kariyerimi yıldız oluşumuna harcayacağımı düşünen bir yüksek lisans öğrencisi olarak Henize 2-10’dan gelen verilere baktım ve her şey değişti” dedi. galaksideki bir kara delik için ilk kanıt dergisinin 19 Ocak sayısında yayınlanan yeni Hubble gözlemlerinin baş araştırmacısıdır. Doğa.

Cüce yıldız patlaması gökadası Henize 2-10’un merkez bölgesinden bir çıkıntı, gökadanın devasa kara deliğini ve yıldız oluşum bölgesini birbirine bağlayan 230 ışıkyılı uzunluğunda bir sıcak gaz köprüsü veya çıkışı izliyor. Kara delikten dışarı akışın hızına ve genç yıldızların yaşına ilişkin Hubble verileri, ikisi arasında nedensel bir ilişki olduğunu gösteriyor. Birkaç milyon yıl önce, dışarı çıkan sıcak gaz, bir yıldız doğumevinin yoğun bulutuna çarptı ve bir hortumdan gelen suyun bir kire çarpması gibi yayıldı. Şimdi genç yıldız kümeleri, çıkışa dik olarak hizalanıyor ve yayılma yolunu ortaya koyuyor. Kredi: NASA, ESA, Zachary Schutte (XGI), Amy Reines (XGI); Görüntü İşleme: Alyssa Pagan (STScI)

“Başından beri, Henize 2-10’da olağandışı ve özel bir şey olduğunu biliyordum ve şimdi Hubble, karadelik ile karadelikten 230 ışıkyılı uzaklıkta bulunan komşu bir yıldız oluşum bölgesi arasındaki bağlantının çok net bir resmini sağladı. “dedi Reines.

Bu bağlantı, bir göbek kordonu gibi uzay boyunca uzanan bir gazın parlak bir yıldız doğum odasına çıkışıdır. Düşük hızlı çıkış geldiğinde bölge zaten yoğun bir gaz kozasına ev sahipliği yapıyordu. Hubble spektroskopisi, çıkışın saatte yaklaşık 1 milyon mil hızla hareket ettiğini, yoğun gaza bir bahçe hortumunun bir toprak yığınına çarpması gibi çarptığını ve yayıldığını gösteriyor. Yeni doğan yıldız kümeleri, dışarı akışın yayılma yolunu işaret ediyor, yaşları da Hubble tarafından hesaplanıyor.

Bu, kara deliğe doğru düşen malzemenin çevredeki manyetik alanlar tarafından fırlatıldığı ve alevli jetler oluşturduğu daha büyük galaksilerde görülenin tam tersi bir etkidir. plazma ışık hızına yakın bir hızla hareket ediyor. Jetlerin yoluna takılan gaz bulutları, soğuma ve yıldız oluşturma yeteneklerinin çok ötesinde ısıtılır. Ancak Henize 2-10’daki daha az kütleli kara delik ve onun daha yumuşak çıkışıyla, gaz yeni yıldız oluşumunu hızlandıracak kadar sıkıştırıldı.

“Yalnızca 30 milyon ışıkyılı uzaklıktaki Henize 2-10, Hubble’ın hem görüntüleri hem de bir kara delik çıkışının spektroskopik kanıtlarını çok net bir şekilde yakalayabildiği kadar yakın. Reines’in yüksek lisans öğrencisi ve yeni çalışmanın baş yazarı Zachary Schutte, “Ek bir sürpriz, yıldız oluşumunu bastırmak yerine, dışarı akışın yeni yıldızların doğuşunu tetiklemesiydi” dedi.

Ayırt edici özelliği ilk keşfinden beri radyo ve Röntgen Reines, Henize 2-10’daki emisyonların büyük bir olasılıkla büyük bir kara delikten geldiğini düşündü, ancak daha büyük galaksilerde görülenler kadar süper kütleli değil. Bununla birlikte, diğer gökbilimciler, radyasyonun bir süpernova kalıntısı tarafından yayılma olasılığının daha yüksek olduğunu düşündüler; bu, hızla patlayan büyük yıldızları hızla pompalayan bir galakside tanıdık bir olay olurdu.

“Hubble’ın şaşırtıcı çözünürlüğü, gazın hızlarında, bir kara delikten çıkan veya sallanan bir çıkış modeline uydurabileceğimiz, tirbuşon benzeri bir deseni açıkça gösteriyor. Bir süpernova kalıntısı bu kalıba sahip olmayacaktı ve bu nedenle, bunun bir kara delik olduğuna dair tüten silah kanıtımız etkili bir şekilde, “dedi Reines.

Reines, süper kütleli karadeliklerin erken evrende nasıl ortaya çıktığının gizemine ipucu olarak kullanmak amacıyla gelecekte cüce galaksi karadeliklerine yönelik daha da fazla araştırma yapılmasını bekliyor. Gökbilimciler için kalıcı bir bilmece. Galaksinin kütlesi ile kara deliği arasındaki ilişki ipuçları sağlayabilir. Henize 2-10’daki kara delik 1 milyon güneş kütlesi civarındadır. Daha büyük galaksilerde, kara delikler Güneş’imizin kütlesinin 1 milyar katından fazla olabilir. Ev sahibi galaksi ne kadar büyükse, merkezi kara delik o kadar büyük olur.

Süper kütleli karadeliklerin kökenine ilişkin mevcut teoriler üç kategoriye ayrılır: 1) yıldızların patlamasıyla tıpkı daha küçük yıldız kütleli kara delikler gibi oluştular ve bir şekilde süper kütleli hale gelmek için yeterli malzeme topladılar, 2) erken dönemdeki özel koşullar evren, yarasadan hemen sonra devasa kara delik “tohumları” oluşturmak üzere çöken süper kütleli yıldızların oluşumuna izin verdi veya 3) gelecekteki süper kütleli karadeliklerin tohumları, kümenin toplam kütlesinin yeterli olacağı yoğun yıldız kümelerinde doğdu bir şekilde onları yerçekimi çöküşünden yaratmak.

Şimdiye kadar, bu kara delik tohumlama teorilerinin hiçbiri liderliği ele geçirmedi. Henize 2-10 gibi cüce gökadalar, Samanyolu gibi büyük gökadaların büyüme ve birleşmelerinden geçmek yerine, kozmik zaman boyunca küçük kaldıkları için umut verici potansiyel ipuçları sunar. Gökbilimciler, cüce galaksi karadeliklerinin, henüz oluşmaya ve büyümeye başladıkları erken evrendeki kara delikler için bir analog olarak hizmet edebileceğini düşünüyorlar.

“İlk kara delikler çağı görebildiğimiz bir şey değil, bu yüzden gerçekten büyük soru haline geldi: nereden geldiler? Cüce gökadalar, aksi halde zaman ve uzayda kaybolmuş olan kara delik tohumlama senaryosunun bir kısmını hafızalarında tutabilir,” dedi Reines.

Referans: Zachary Schutte ve Amy E. Reines, 19 Ocak 2022, “Cüce galaksi Henize 2-10’da kara delik tetiklemeli yıldız oluşumu”, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-021-04215-6

Hubble Uzay Teleskobu, NASA ve ESA (Avrupa Uzay Ajansı) arasındaki uluslararası işbirliği projesidir. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu yönetiyor. Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), Hubble bilim operasyonlarını yürütüyor. STScI, Washington DC’deki Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından NASA adına işletilmektedir.