600 Milyon Işık Yılı Uzakta Kara Delik Yıldız Yuttu
Hubble, bir yıldızı parçalayan nadir bir merkez dışı kara delik tespit etti ve bu, dolaşan süper kütleli bir kara deliğin ilk optik keşfini ortaya çıkardı.
NASA teleskoplarını kullanan gökbilimciler, bir bilimkurgu filminden fırlamış gibi görünen dramatik bir keşifte bulundu: “Uzay Çeneleri” olarak adlandırılan gizli bir kara delik.
600 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan bu görünmez dev, yıldızlar arasındaki karanlık alanda yer alır ve çok yakına gelen herhangi bir yıldızı sessizce yutar. Varlığı, bir yıldızın parçalanıp yutulduğu ve güçlü bir radyasyon patlamasının serbest bırakıldığı yeni tanımlanan bir gelgit bozulması olayı (TDE) aracılığıyla ortaya çıkarıldı. TDE’ler, kara delik davranışı hakkında değerli bilgiler sunarak bilim insanlarının bu tür olaylar sırasında enerjik jetler ve rüzgarlar üreten aşırı koşulları anlamalarına yardımcı olur. Bu şiddetli karşılaşmalar, teleskop gözlemlerinde parlak flaşlar olarak görünür.
AT2024tvd adlı yeni gözlemlenen TDE, gökbilimcilerin NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’ndan alınan verileri kullanarak dolaşan süper kütleli bir kara deliği tanımlamasına yardımcı oldu. NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi ve NRAO’nun Çok Büyük Dizisi’nden gelen ek gözlemler de kara deliğin galaksinin merkezinden uzakta bulunduğunu doğruladı.
Şaşırtıcı bir şekilde, bir milyon güneş kütlesine sahip olan bu kara delik, süper kütleli kara deliklerin genellikle yakındaki maddeleri aktif olarak tükettiği ana galaksisinin merkezinde yer almıyor. Optik gökyüzü araştırmalarıyla tespit edilen yaklaşık 100 gelgit bozulması olayı (TDE) arasında, bunlardan birinin bir galaksinin merkezinden uzakta konumlanmış bir kara delikle ilişkilendirildiği ilk sefer bu. Bilinen diğer tüm TDE’ler merkezi kara deliklerle ilişkilendirilmiştir.
Galaksinin merkezinde, 100 milyon güneş kütlesine sahip farklı ve çok daha büyük bir süper kütleli kara delik bulunmaktadır. Hubble’ın hassas görüntülemesi sayesinde, gökbilimciler TDE’nin bu merkezi kara delikten sadece 2.600 ışık yılı uzaklıkta meydana geldiğini belirlediler; bu mesafe Güneşimiz ile Samanyolu’nun merkezi kara deliği arasındaki mesafenin sadece onda biridir.
Süper kütleli bir kara delik etrafındaki gelgitsel bozulma olayının bu altı panelli çizimi şunları göstermektedir: 1) Süper kütleli bir kara delik bir galaksinin içinde sürüklenmektedir, varlığı yalnızca kütle çekimsel mercekleme ile tespit edilebilir; 2) Yoldan sapan bir yıldız, kara deliğin yoğun kütle çekimsel çekimine kapılır; 3) Yıldız, kütle çekimsel gelgit etkileriyle gerilir veya “spagettileştirilir”; 4) Yıldızın kalıntıları kara deliğin etrafında bir disk oluşturur; 5) X ışınlarından radyo dalga boylarına kadar elektromanyetik spektrum boyunca radyasyon yayan bir kara delik birikme dönemi vardır; ve 6) Uzaktan görülen ev sahibi galaksi, daha da büyük bir kara deliğin bulunduğu galaksinin çekirdeğinden uzaklaşan parlak bir enerji parıltısı içerir. Kaynak: NASA, ESA, STScI, Ralf Crawford (STScI).
Bu daha büyük kara delik, çevresindeki gazı çekerken enerji yaydığı için aktif bir galaktik çekirdek olarak sınıflandırılır. Her iki kara delik de aynı galakside bulunmasına rağmen, ikili bir sistem olarak birbirlerine kütleçekimsel olarak bağlı değildirler. Daha küçük kara delik bir gün merkeze doğru sürüklenebilir ve daha büyük olanla birleşebilir, ancak şimdilik kütleçekim yoluyla birbirine bağlanamayacak kadar uzaktalar.
Bir TDE, düşen bir yıldızın bir kara deliğin muazzam kütleçekimsel gelgit kuvvetleri tarafından gerilmesi veya “spagettileştirilmesi” ile gerçekleşir. Parçalanmış yıldız kalıntıları kara deliğin etrafında dairesel bir yörüngeye çekilir. Bu, ultraviyole ve görünür ışıkta görülebilen yüksek sıcaklıklara sahip şoklar ve dış akışlar üretir.
Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nden baş çalışma yazarı Yuhan Yao, “AT2024tvd, optik gökyüzü araştırmalarıyla yakalanan ilk ofset TDE’dir ve gelecekteki gökyüzü araştırmalarıyla bu dolaşan kara delik popülasyonunu ortaya çıkarma olasılığını tamamen açar” dedi. “Şu anda, teorisyenler dengelenmiş TDE’lere pek dikkat etmiyorlar. “Bence bu keşif bilim insanlarını bu tür olayların daha fazla örneğini aramaya motive edecek.”
Gecede Bir Parıltı
Yıldızları kemiren kara delik, birkaç yer tabanlı gökyüzü tarama teleskopunun bir süpernova kadar parlak bir parlamayı gözlemlemesiyle kendini ele verdi. Ancak bir süpernovanın aksine, gökbilimciler bunun bir kara deliğin bir yıldızı kemiren olmasından kaynaklandığını biliyorlar çünkü parlama çok sıcaktı ve hidrojen, helyum, karbon, nitrojen ve silikonun geniş emisyon çizgilerini gösteriyordu. Olayı ilk olarak, her iki günde bir tüm kuzey gökyüzünü tarayan 1,2 metrelik teleskopuyla Caltech’in Palomar Gözlemevi’ndeki Zwicky Geçici Tesisi gözlemledi.
UC Berkeley’de yardımcı doçent ve ZTF ekibinin bir üyesi olan Ryan Chornock, “Gelgitsel bozulma olayları, aksi takdirde tespit edemeyeceğimiz devasa kara deliklerin varlığını aydınlatmak için büyük bir vaat taşıyor” dedi. “Teorisyenler, galaksilerin merkezlerinden uzakta bulunan devasa kara delik popülasyonunun var olması gerektiğini öngördüler, ancak şimdi onları bulmak için TDE’leri kullanabiliriz.”
Bu, dolaşan süper kütleli bir kara deliğin belirgin imzasına ev sahipliği yapan uzak bir galaksinin Hubble Uzay Teleskobu görüntüsüdür. Kaynak: NASA, ESA, STScI, Yuhan Yao (UC Berkeley); Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI).
Parlama, Pan-STARRS (Panoramik Araştırma Teleskobu ve Hızlı Tepki Sistemi), Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması ve DESI Legacy Görüntüleme Araştırması tarafından kataloglandığı gibi parlak, devasa bir galaksinin merkezinden kaymış gibi görünüyordu. Galaktik merkezde olmadığını daha iyi belirlemek için Yao’nun ekibi, parlama alanından gelen X ışınlarının da kaydığını doğrulamak için NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi’ni kullandı.
Herhangi bir belirsizliği gidermek için Hubble’ın çözünürlük gücü gerekiyordu. Hubble’ın ultraviyole ışığa duyarlılığı, galaksinin geri kalanından çok daha mavi olan TDE’nin yerini tam olarak belirlemesini de sağlıyor.
Kökeni Bilinmiyor
TDE’den sorumlu kara delik, devasa galaksinin çıkıntısının içinde dolaşıyor. Kara delik, yalnızca birkaç on bin yılda bir, bir yıldızı yakaladıktan sonra “geğirdiğinde” belirginleşiyor ve ardından bir sonraki yemeği gelene kadar tekrar sessizleşiyor.
Kara delik merkezden nasıl uzaklaştı? Önceki teorik çalışmalar, kara deliklerin, en düşük kütleli üyenin dışarı atıldığı üç gövdeli etkileşimler nedeniyle galaksilerin merkezlerinden dışarı atılabileceğini göstermiştir. Gizli kara deliğin merkezdeki kara deliğe yakınlığı göz önüne alındığında, durum burada böyle olabilir. Yao, “Kara delik, galaksinin çekirdeğindeki diğer iki kara delikle üçlü bir etkileşime girdiyse, yine de galaksiye bağlı kalabilir ve merkez bölge etrafında yörüngede kalabilir” dedi.
Alternatif bir açıklama, kara deliğin, 1 milyar yıldan uzun bir süre önce ana galaksiyle birleşen daha küçük bir galaksinin hayatta kalan kalıntısı olmasıdır. Eğer durum buysa, kara delik sonunda çok uzak bir gelecekte merkezi aktif kara delikle birleşmek için sarmal bir şekilde içeri girebilir. Bu nedenle, şu anda gökbilimciler gelip gelmediğini bilmiyorlar.
Bu, dolaşan süper kütleli bir kara deliğin belirgin imzasına ev sahipliği yapan uzak bir galaksinin Hubble Uzay Teleskobu/Chandra X-Ray Gözlemevi’nin birleştirilmiş görüntüsüdür. Her iki teleskop da kara deliğin bir yıldızı yemesi sonucu oluşan bir gelgitsel bozulma olayını (TDE) yakaladı. Kaynak: NASA, ESA, STScI, Yuhan Yao (UC Berkeley); Görüntü İşleme: Joseph DePasquale (STScI).
UC Berkeley’deki bir diğer doktora sonrası araştırmacı olan Erica Hammerstein, çalışmanın bir parçası olarak Hubble görüntülerini inceledi, ancak geçmişte bir galaksi birleşmesine dair herhangi bir kanıt bulamadı. Ancak, “Galaksi birleşmelerinin TDE oranlarını artırdığına dair halihazırda iyi kanıtlar var, ancak AT2024tvd’nin ana galaksisinde ikinci bir kara deliğin varlığı, bu galaksinin geçmişinde bir noktada bir birleşmenin gerçekleşmiş olması gerektiği anlamına geliyor.” şeklinde açıkladı.
Kaynak: https://scitechdaily.com