İlk galaksiler bile süper kütleli kara delikleriyle el ele büyüdü

Hemen hemen her galakside süper kütleli bir kara delik bulunur. Bu, kendi başına, ikisi arasında bir tür biçimlendirici bağlantı olduğunu ima eder. Ayrıca bir galaksideki gaz ve tozun galaktik kara deliklerin büyümesini nasıl tetikleyebildiğini ve kara deliklerin dinamiklerinin, bir kara deliğin ne kadar aktif olduğuna bağlı olarak hem yıldız oluşumunu nasıl teşvik edebildiğini ya da engelleyebildiğini de gözlemledik.

Ancak gökbilimcilerin hâlâ çok az bilgiye sahip olduğu alanlardan biri, galaksilerin ve onların kara deliklerinin erken evrende nasıl etkileşime girdiğidir. Kara delikler galaksilerin oluşumunu tetikledi mi, yoksa ilk galaksiler kara deliklerin büyümesini mi tetikledi? Yakın zamanda yapılan bir araştırma bu ikisinin el ele geliştiğini öne sürüyor.

Erken kozmosta kara deliklerin ve galaksilerin karmaşık dinamiklerini gözlemlemek zordur, ancak bunları incelemenin bir yolu galaktik bir kara deliğin kütlesini galaksisindeki tüm yıldızların kütlesiyle karşılaştırmaktır. Bu M oranı olarak ifade edilebilir._BH / M_* Zamanla nasıl değiştiğini görmek için. Bu, bu oranın sürekli artan kırmızıya kaymalarla ölçülmesi anlamına gelir; çünkü kırmızıya kayma ne kadar büyük olursa galaksi o kadar genç olur.

Bu çalışma için, gönderildi -e arXiv ön baskı sunucusunda ekip, X-ışını gözlemleriyle tanımlanan aktif galaktik çekirdeklere (AGN’ler) sahip 61 galaksiye baktı. AGN’lerin parlaklığı bize kara deliğin kütlesi hakkında bir fikir veriyor. Daha sonra bu gökadalara ilişkin COSMOS-Web ve PRIMER araştırmalarından elde edilen JWST gözlemlerini eklediler. Bunlardan galaksilerin kızılötesi parlaklığını elde edebildiler ve bu da onların toplam yıldız kütlesini belirlemelerine olanak sağladı.

Gözlemledikleri galaksilerin z = 0,7 ile z = 2,5 arasında kırmızıya kaymaları var, bu da galaksilerin 6 milyar ila 11 milyar yıl önceki halleriyle görüldüğü anlamına geliyor. Buldukları şey, galaksilerin ve kara deliklerinin el ele büyüdüğüydü. Galaksinin kütlesi arttıkça kara deliğin de kütlesi artar. İlişki kabaca doğrusaldır, ancak oran daha yüksek kırmızıya kaymalarda biraz kara deliğin lehinedir. Ekip, siz matematik meraklıları için oranın M’ye göre değiştiğini buldu._BH / M_* = (1 + z)^0,37. Bu, kara deliklerin galaksilere göre biraz daha yavaş büyüdüğü anlamına gelir.

Ne yazık ki, bu sonucun belirsizliği oldukça büyüktür. İlişkiyi daha kesin olarak tespit etmek için, özellikle kırmızıya kaymanın yüksek olduğu uçta daha fazla gözlem yapılması gerekecektir. Ancak önümüzdeki yıllarda gökbilimciler bu verileri toplayabilecekler. Bu çalışma, galaksilerin ve kara deliklerinin milyarlarca yıl boyunca benzer oranlarda büyüdüğünü gösteriyor. Gelecekteki çalışmalar aralarındaki daha ince bağlantıları anlamamıza yardımcı olacaktır.