Bu Hubble uzay teleskobu Haftanın Fotoğrafında iki gökada göze çarpıyor: sol altta NGC 3558 ve sağ üstte LEDA 83465. Her iki galaksi de Dünya’dan yaklaşık 450 milyon ışıkyılı uzaklıkta yer almaktadır. İki galaksi birbirinden yaklaşık 150.000 ışıkyılı mesafeyle ayrılıyor, bu çok büyük gelebilir, ta ki en yakın galaktik komşumuz olan Andromeda galaksisinin Dünya’dan çok büyük bir 2,5 milyon ışıkyılı uzaklıkta olduğunu hesaba katana kadar. Samanyolu gökada. Galaktik açıdan bakıldığında, burada resmedilen iki galaksi neredeyse birbirinin üstünde yer alıyor.

Bunun nedeni onların, olarak bilinen kalabalık ve kaotik bir galaksi kümesine ait olmalarıdır. Abel 1185yerçekimi yoluyla birbirleriyle etkileşime giren galaksilerle doludur. Bu galaktik etkileşimler bazen galaksilerin tamamen parçalanması gibi dramatik sonuçlara yol açmıştır. Bu kader, şu anda hem eliptik bir galaksi hem de düşük iyonizasyonlu nükleer emisyon hattı bölgesi veya LINER olarak bütünlüğünü koruyan NGC 3558’in başına gelmedi. Aslında, muhtemelen kümedeki daha küçük gökadaları (LEDA 83465’e çok benzeyen gökadalar) yutarak bugünkü biçimini almıştır.

LINER’ları Anlamak

LINER’lar galaktik çekirdeğin veya çekirdeğin özel bir türüdür ve yaydıkları ışığa yazılan kimyasal parmak izleri ile ayırt edilirler. Adından da anlaşılacağı gibi, LINER’lar ışık yayarlar ve bu da galaktik çekirdeklerdeki atom ve moleküllerin çoğunun ya zayıf bir şekilde iyonlaştığını ya da hiç iyonlaşmadığını gösterir. İyonlaşma, atomların veya moleküllerin elektron kaybetmesi veya kazanması sürecidir.

Galaksilerde bu, galaksiler boyunca ilerleyen şok dalgalarından, büyük yıldızlardan gelen radyasyona veya birikim disklerindeki sıcak gaza kadar çeşitli süreçler tarafından yönlendirilir. LINER’lar söz konusu olduğunda bu, galaksilerdeki birçok atom ve molekülün ya tek bir elektronu kaybettiği ya da tüm elektronlarını koruduğu anlamına gelir. NGC 3558 gibi LINER’lerdeki bu zayıf iyonlaşmayı yönlendiren mekanizma gökbilimciler arasında hâlâ tartışılıyor.

Gökbilimciler, toz tarafından gizlenen süper kütleli karadeliklerin, komşu bir galaksiyle çarpışması beklenen galaksilerin içindeyken büyüme ve muazzam miktarda enerji salma olasılıklarının daha yüksek olduğunu bulmuşlardır. Newcastle Üniversitesi’nden araştırmacıların öncülük ettiği yeni çalışma, Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri.

Kendi Samanyolumuz da dahil olmak üzere galaksilerin merkezlerinde süper kütleli karadelikler bulunur. Güneşimizin milyonlarca, hatta milyarlarca katına eşdeğer kütleleri var. Bu kara delikler üzerlerine düşen gazı ‘yiyerek’ büyürler. Bununla birlikte, bunun gerçekleşmesi için gazı kara deliklere yeterince yaklaştıran şey, süregelen bir gizemdir.

Bir olasılık, galaksiler birbirine yeterince yakın olduğunda, kütleçekimsel olarak birbirlerine doğru çekilmeleri ve daha büyük bir galakside “birleşmeleri”dir.

Kara deliğe yolculuğunun son aşamalarında gaz yanar ve muazzam miktarda enerji üretir. Bu enerji tipik olarak görünür ışık veya X-ışınları kullanılarak tespit edilir. Ancak bu çalışmayı yürüten astronomlar, büyüyen karadelikleri yalnızca kızılötesi ışık kullanarak tespit edebildiler. Ekip, Hubble Uzay Teleskobu ve kızılötesi Spitzer Uzay Teleskobu da dahil olmak üzere birçok farklı teleskoptan gelen verileri kullandı.

Araştırmacılar, iki galaksinin birbirine çok yakın olma ve gelecekte çarpışma olasılığının ne kadar olduğunu belirlemek için yeni bir teknik geliştirdiler. Bu yeni yöntemi uzak evrendeki yüzbinlerce galaksiye uyguladılar (Büyük Patlama’dan 2 ila 6 milyar yıl sonra oluşan galaksilere bakarak), sözde ‘kozmik öğlen’i daha iyi anlamak için. Evrenin galaksi ve karadelik büyümesinin gerçekleşmiş olması bekleniyor.

Bu süre zarfında kara deliklerin nasıl büyüdüğünü anlamak, özellikle Samanyolu’nun içinde yer alan süper kütleli karadelik ve galaksimizin zaman içinde nasıl geliştiği hakkında bize bir fikir verebileceğinden, günümüzün galaktik araştırmalarında esastır.

Çok uzakta olduklarından, yalnızca az sayıda kozmik öğle gökadası, mesafelerinin kesin ölçümlerini almak için gerekli kriterleri karşılamaktadır. Bu, herhangi iki galaksinin birbirine çok yakın olup olmadığını yüksek hassasiyetle bilmeyi çok zorlaştırır.

Bu çalışma, kozmik öğle vaktinde galaksilerin ve süper kütleli kara deliklerin doğru mesafelerini ölçmeye ilişkin önceki sınırlamaların üstesinden gelmek için yeni bir istatistiksel yöntem sunuyor. Farklı dalga boylarındaki görüntüleri kullanarak galaksi mesafelerini belirlemek için istatistiksel bir yaklaşım uygular ve ayrı galaksiler için spektroskopik mesafe ölçümlerine olan ihtiyacı ortadan kaldırır.

Önümüzdeki yıllarda James Webb Uzay Teleskobu’ndan gelen verilerin kızılötesi alanındaki çalışmalarda devrim yaratması ve bu tozlu karadeliklerin nasıl büyüdüğüne dair daha fazla sırrı ortaya çıkarması bekleniyor.

Newcastle Üniversitesi’nde yüksek lisans öğrencisi ve makalenin başyazarı Sean Dougherty şöyle diyor: “Yeni yaklaşımımız, istatistiksel bir yaklaşımla yüzbinlerce uzak gökadaya bakıyor ve herhangi iki gökadanın birbirine yakın olma ve olma olasılığının ne kadar yüksek olduğunu soruyor. çarpışma rotasında.”

Çalışmanın ortak yazarı Dr. Chris Harrison, “Bu süper kütleli kara delikleri bulmak çok zor çünkü gökbilimcilerin büyüyen bu kara delikleri bulmak için tipik olarak kullandıkları X-ışını ışığı engelleniyor ve teleskoplarımız tarafından algılanmıyor. Ancak aynı kara delikler, onları çevreleyen sıcak toz tarafından üretilen kızılötesi ışık kullanılarak bulunabilir.”

“Bu kara delikleri bulmanın ve kesin mesafe ölçümleri yapmanın zorluğu, bu sonucun daha önce bu uzak ‘kozmik öğlen’ gökadalarını belirlemede neden zor olduğunu açıklıyor. JWST ile, bu gizli büyüyen siyahlardan çok daha fazlasını bulmayı umuyoruz. delikler. JWST onları bulmakta çok daha iyi olacak, bu nedenle bulunması en zor olanlar da dahil olmak üzere inceleyecek daha çok şeyimiz olacak. Buradan, onları çevreleyen tozu anlamak ve kaç tane olduğunu bulmak için daha fazlasını yapabiliriz. uzak galaksilerde saklıdır.”

Gökbilimciler, erken evrende, birbirinden sadece 10.000 ışıkyılı uzaklıkta, devasa bir çarpışmanın eşiğinde olan ve aktif olarak beslenen iki süper kütleli kara deliği (veya kuasarları) içeren nadir bir keşif yaptılar.

Araştırmacılar, Hawaiʻi’deki iki Maunakea Gözlemevi (WM Keck Gözlemevi ve Gemini North) dahil olmak üzere bir dizi uzay ve yer tabanlı teleskop kullanarak, evren sadece 3 milyar yıl gençken birleşen iki galaksinin içine gömülü kara delik çiftini buldular.

Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi tarafından yürütülen çalışma, derginin bugünkü sayısında yayınlandı. Doğa.

Böyle bir sistemi bulmak, birbirine çok yakın olduklarında iki kara deliği ayrı ayrı ayırt etmenin zorluğu nedeniyle zordur. Ancak J0749+2255 olarak adlandırılan bu özel sistemde, her iki kara delik de çok yüksek sıcaklıklarda ısınan gazı ve tozu yiyip bitiren bir beslenme çılgınlığı içindeydi, ikili büyük bir havai fişek gösterisi üretti. Bu aktiviteye kuasar denir, karadelikler ziyafet çekerken elektromanyetik spektrum boyunca muazzam miktarda ışık yaydığında meydana gelen bir fenomen.

J0749+2255 oldukça sıra dışı çünkü sistemde aynı anda aktif olan ve sonunda birleşecek kadar yakın olan bir değil iki kuasar var.

Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nden yüksek lisans öğrencisi Yu-Ching Chen, “Evrende bu erken dönemde çok fazla çift kuasar görmüyoruz. İşte bu yüzden bu keşif çok heyecan verici,” dedi bunun baş yazarı çalışmak.

ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) Gaia uzay gözlemevi, genç evrende yakından hizalanmış iki ışık işaretini gösteren görüntüleri yakalayarak ilk olarak çözülmemiş çift kuasar tespit etti. Chen ve ekibi daha sonra, ışık noktalarının aslında bir çift süper kütleli kara delikten geldiğini doğrulamak için NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’nu kullandı.

Bunu çok dalga boyu gözlemleri takip etti; Araştırmacılar, Keck Gözlemevi’nin uyarlanabilir optik sistemiyle birlikte ikinci nesil Yakın Kızılötesi Kamerasını (NIRC2) ve Gemini North’u, NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi’ni ve New Mexico’daki Çok Büyük Dizili radyo teleskopları ağını kullanarak çifte doğruladılar. kuasar, yerçekimsel mercekleme ile yaratılan aynı kuasarın iki görüntüsü değildi.

“Doğrulama süreci kolay değildi ve sonunda bu sistemin, sözgelimi yerçekimsel olarak merceklenmiş bir kuasarın iki görüntüsü yerine gerçekten bir çift kuasar olduğunu doğrulamak için X-ışınlarından radyoya kadar spektrumu kapsayan bir dizi teleskopa ihtiyacımız vardı. Illinois Üniversitesi’nden bir astronom olan yardımcı yazar Yue Shen,” dedi.

Teleskoplar uzak geçmişe baktığı için, bu ikili kuasar artık mevcut değil. Aradan geçen 10 milyar yıl boyunca, onların ev sahibi gökadaları muhtemelen bugün yerel evrende görülenler gibi dev bir eliptik gökadaya yerleşmişlerdir. Ve kuasarlar, merkezinde devasa, süper kütleli bir kara delik olmak için birleştiler.

Yakındaki dev eliptik galaksi M87, Güneşimizin kütlesinin 6,5 milyar katı ağırlığında korkunç bir kara deliğe sahiptir. Belki de bu kara delik, son milyarlarca yılda bir veya daha fazla galaksi birleşmesinden büyümüştür.

Büyük galaksilerin birleşmeler yoluyla oluştuğuna dair artan kanıtlar var. Daha küçük sistemler bir araya gelerek daha büyük sistemler ve daha büyük yapılar oluşturur. Bu süreç sırasında, birleşen galaksiler içinde oluşan süper kütleli karadelik çiftleri olmalıdır.

Chen, “Kara deliklerin ata popülasyonu hakkında bilgi sahibi olmak, sonunda bize erken evrende süper kütleli kara deliklerin ortaya çıkışı ve bu birleşmelerin ne sıklıkta olabileceği hakkında bilgi verecektir” dedi.

Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nden Xin Liu, “Erken ikili kuasar popülasyonunun buzdağının bu ucunu açıklamaya başlıyoruz” dedi. “Bu, bu çalışmanın benzersizliği. Bize aslında bu popülasyonun var olduğunu söylüyor ve şimdi tek bir galaksinin boyutundan daha azıyla ayrılmış çift kuasarları tanımlamak için bir yöntemimiz var.”