Eğik birikim diski modelinin şematik gösterimi. Bu çizimde kara deliğin dönüş ekseninin düz yukarı ve aşağı olduğu varsayılmaktadır. Jet yönü disk düzlemine neredeyse diktir. Kara deliğin dönme ekseni ile diskin dönme ekseni arasındaki yanlış hizalama, diskin ve jetin devinimini tetikler. Kredi: Yuzhu Cui ve ark. (2023), Intouchable Lab@Openverse ve Zhejiang Lab
Araştırmacılar M87 galaksisinin süper kütleli galaksisinin dönüşünü doğruladı Kara delik küresel radyo teleskoplarından yirmi yıllık verileri kullanarak jetindeki yalpalamayı gözlemleyerek. Bu keşif kara delik araştırmalarında önemli bir ilerlemeye işaret ediyor.
M87 galaksisinin kalbinde yer alan ve kara delik gölgesinin ilk fotoğrafıyla ünlenen süper kütleli kara delik bir ilke daha imza attı: kara delikten fırlayan jetin yalpaladığı doğrulandı ve bu da kara deliğin gölgesi olduğuna dair doğrudan kanıt sağladı. dönüyor.
Işık dahil etraflarındaki her şeyi yiyen, Güneş’ten milyarlarca kat daha ağır canavarlar olan süper kütleli kara deliklerin incelenmesi zordur çünkü içeriden hiçbir bilgi kaçamaz. Teorik olarak ölçmeyi umabileceğimiz çok az özellik var. Muhtemelen gözlemlenebilecek özelliklerden biri de spindir, ancak içerdiği zorluklardan dolayı kara delik spinine ilişkin doğrudan gözlemler yapılmamıştır.
Yirmi Yıllık Gözlemler Kanıt Sağlıyor
Kara delik dönüşüne dair kanıt arayan uluslararası bir ekip, M87 galaksisine ilişkin yirmi yılı aşkın gözlem verilerini analiz etti. Başak takımyıldızı yönünde 55 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan bu galaksi, Güneş’ten 6,5 milyar kat daha büyük bir kara deliğe ev sahipliği yapıyor; bu kara delik, Olay Ufku Teleskobu (EHT) tarafından bir kara delik gölgesinin ilk görüntüsünü veren kara deliktir. M87’deki süper kütleli kara deliğin, kara deliğe madde besleyen bir birikim diskine ve maddenin kara deliğin yakınından ışık hızına yakın bir hızla fırlatıldığı bir jete sahip olduğu biliniyor.
(Üst panel) 43 GHz’deki M87 jet yapısının 2013’ten 2018’e kadar her iki yılda bir ortalaması. İlgili yıllar sol üst köşede gösterilmektedir. Beyaz oklar her alt grafikteki jet konumu açısını gösterir. (Alt panel) 2000 ile 2022 yılları arasında jet yönünün gözlemlenen gelişimi. Yeşil ve mavi noktalar 22 ve 43 GHz’deki gözlemlerden elde edilmiştir. Kırmızı çizgi, 11 yıllık bir süre ile en uygun sinüzoidal eğriyi temsil eder. Kredi: Yuzhu Cui ve ark. (2023)
Ekip, Doğu Asya VLBI Ağı (EAVN), Çok Uzun Temel Dizi (VLBA), KVN ve VERA’nın ortak dizisi (KaVA) ve Doğu Asya’dan İtalya’ya Neredeyse Küresel (EATING) tarafından toplanan 170 zaman dilimi için verileri analiz etti. VLBI ağı. Toplamda, dünya çapında 20’den fazla radyo teleskopu bu çalışmaya katkıda bulunmuştur.
Bulgular ve Çıkarımlar
Sonuçlar, birikim diski ile kara deliğin dönüşü arasındaki yerçekimsel etkileşimlerin, Güneş Sistemi içindeki yerçekimsel etkileşimlerin Dünya’nın devinmesine neden olması gibi, jetin tabanının yalpalamasına veya devinmesine neden olduğunu gösteriyor. Ekip, jetin dinamiklerini merkezi süper kütleli kara delikle başarıyla ilişkilendirdi ve kara deliğin gerçekten döndüğüne dair doğrudan kanıt sağladı. Jetin yönü, 11 yıllık bir devinim periyoduyla yaklaşık 10 derece değişiyor; bu, Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi’nde (NAOJ) ATERUI II tarafından yürütülen teorik süper bilgisayar simülasyonlarıyla eşleşiyor.
Doktora sonrası araştırmacı olarak Zhejiang Laboratuvarı’na geçmeden önce NAOJ’de yüksek lisans öğrencisi olarak başlattığı araştırmayı özetleyen makalenin baş yazarı Yuzhu Cui, “Bu önemli bulgu bizi heyecanlandırdı” diyor. “Kara delik ile disk arasındaki yanlış hizalama nispeten küçük olduğundan ve devinim periyodu yaklaşık 11 yıl olduğundan, M87 yapısını yirmi yıl boyunca takip eden yüksek çözünürlüklü verilerin toplanması ve kapsamlı analiz, bu başarıyı elde etmek için çok önemlidir.”
NAOJ’dan Dr. Kazuhiro Hada şöyle açıklıyor: “Bu galakside EHT ile kara delik görüntülemenin başarısından sonra, bu kara deliğin dönüp dönmediği bilim insanları arasında temel bir endişe kaynağı haline geldi.” “Artık beklenti kesinliğe dönüştü. Bu canavar kara delik gerçekten de dönüyor.”
Doğu Asya VLBI koordinatörü Kogakuin Üniversitesi’nden Dr. Motoki Kino, “Bu, dünya çapında 45 kurumdan gelen ve tek bir bütün olarak çalışan uluslararası araştırmacı ekibinin yıllar süren ortak gözlemleri sonucunda nihayet ortaya çıkan heyecan verici bir bilimsel dönüm noktasıdır” diyor. Ağ Aktif Galaktik Çekirdek Bilimi Çalışma Grubu. “Basit sinüzoidal eğriye güzel bir şekilde uyan gözlemsel verilerimiz, kara delik ve jet sistemi anlayışımızda bize yeni ilerlemeler sağlıyor.”
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi için Süper Kütleli Kara Deliğin Dönüşü Onaylandı sayfasına bakın.
Referans: Yuzhu Cui, Kazuhiro Hada, Tomohisa Kawashima, Motoki Kino, Weikang Lin, Yosuke Mizuno, Hyunwook Ro, Mareki Honma, Kunwoo Yi, Jintao Yu, Jongho Park, Wu tarafından “M87’de dönen bir kara deliğe bağlanan presleme jet nozulu” Jiang, Zhiqiang Shen, Evgeniya Kravchenko, Juan-Carlos Algaba, Xiaopeng Cheng, Ilje Cho, Gabriele Giovannini, Marcello Giroletti, Taehyun Jung, Ru-Sen Lu, Kotaro Niinuma, Junghwan Oh, Ken Ohsuga, Satoko Sawada-Satoh, Bong Won Sohn , Hiroyuki R. Takahashi, Mieko Takamura, Fumie Tazaki, Sascha Trippe, Kiyoaki Wajima, Kazunori Akiyama, Tao An, Keiichi Asada, Salvatore Buttaccio, Do-Young Byun, Lang Cui, Yoshiaki Hagiwara, Tomoya Hirota, Jeffrey Hodgson, Noriyuki Kawaguchi, Jae-Young Kim, Sang-Sung Lee, Jee Won Lee, Jeong Ae Lee, Giuseppe Maccaferri, Andrea Melis, Alexey Melnikov, Carlo Migoni, Se-Jin Oh, Koichiro Sugiyama, Xuezheng Wang, Yingkang Zhang, Zhong Chen, Ju-Yeon Hwang, Dong-Kyu Jung, Hyo-Ryoung Kim, Jeong-Sook Kim, Hideyuki Kobayashi, Bin Li, Guanghui Li, Xiaofei Li, Zhiyong Liu, Qinghui Liu, Xiang Liu, Chung-Sik Oh, Tomoaki Oyama, Duk-Gyoo Roh , Jinqing Wang, Na Wang, Shiqiang Wang, Bo Xia, Hao Yan, Jae-Hwan Yeom, Yoshinori Yonekura, Jianping Yuan, Hua Zhang, Rongbing Zhao ve Weiye Zhong, 27 Eylül 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-06479-6
