Bir Radyo Galaksisinden Çok Yüksek Enerjili Gama Işını Emisyonu
Evrendeki bilinen en eski büyük galaktik yapılar olan dev eliptik galaksilerin sarmal kolları yoktur ve mevcut yıldız oluşum aktiviteleri çok azdır veya hiç yoktur ancak bunların merkezi süper kütleli kara delikler genellikle aktif galaktik çekirdeklerdir (AGN). Neredeyse tüm galaksiler, çekirdeklerinde süper kütleli bir kara deliğe ev sahipliği yaparken, çoğu çekirdek AGN değildir. Gökbilimciler, dev eliptiklerin erken evrende, büyük patlamadan bir milyar yıldan daha kısa bir süre sonra, hızlı bir yıldız oluşumu aşamasından sonra oluştuğunu ve daha sonra galaksi birleşmeleri ve galaksiler arası ortamdan gaz birikmesi yoluyla daha da büyük hale gelmek için evrimleştiğini düşünüyorlar.
Aynı birikme, hızlı hareket eden yüklü parçacıkların güçlü jetlerinin fırlatılmasını sağlayan AGN’nin beslenmesine yardımcı olur. Parçacıklar radyo frekanslarında güçlü bir şekilde yayılır ve bu nesneleri radyo teleskopları için parlak hedefler haline getirir ve bu galaksilerin çoğu ilk olarak radyo araştırmalarında keşfedilmiştir.
Çok Enerjik Radyasyon Görüntüleme Teleskop Dizisi Sistemi olan VERITAS; Hopkins, Arizona’da Mt.’deki Fred L. Whipple Gözlemevi’nde bulunan dört adet 12 m teleskoptan oluşan bir CfA gözlemevidir. VERITAS, her biri Chandra X-ışını Gözlemevi tarafından görülen en yüksek enerjili X-ışını fotonunun yaklaşık yüz milyon katı kadar enerji paketleyen gama ışını fotonlarını incelemek için tasarlanmıştır. CfA gökbilimcileri Wystan Benbow, Michael Daniel, Pascal Fortin, Gareth Hughes ve Emmet Roache, büyük bir meslektaş ekibiyle birlikte, radyo ışıklı, eski eliptik galaksilerde AGN’den gama ışını fotonlarını aramak için VERITAS’ı kullandı. Onlar ve diğer gökbilimciler, radyo dalga boylarında yayılan aynı AGN tarafından üretilen yüklü parçacık jetlerinin, ışığa yakın hızlarda hareket ettikleri için, parçacıkları düşük enerjili fotonlarla etkileşime girdiğinde gama ışını emisyonu üretebileceğini fark ettiler. Bu emisyon, bu jetler neredeyse tam karşıdan gözlemleniyorsa özellikle parlaktır.
Gökbilimciler, 2017-2019 döneminde eliptik gökada 3C264’teki AGN’yi incelemek için VERITAS’ı kullandılar. 2018’in başlarında çok yüksek enerjili gama ışını emisyonunu keşfettiler ve bu emisyonun değişken olması gerektiğini fark ettiler. Emisyon, Dünya’dan yaklaşık üç yüz milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan bu AGN’yi yaptı; bu, tam karşıdan gözlemlenmeyen jetlerle bilinen sadece dört taneden en uzak, çok yüksek enerjili gama ışını yayan AGN oldu. Bu keşfi, çeşitli çok dalgaboylu teleskoplar ile büyük bir gözlem kampanyasıyla takip ettiler: Swift, Fermi-LAT, Chandra X-ray Gözlemevi ve uzayda Hubble ve Kitt Peak’i robotik olarak kullanarak yerdeki optik ve radyo gözlemleri kontrollü teleskop, Very Long Baseline Array ve Very Large Array. Ekibin karmaşık çok dalga boylu veri ve analiz programı, 3C264’ün muhtemelen ünlü (ve çok daha yakın) galaksi M87 ve jetine benzediğini belirlemelerine olanak sağladı; M87, geçen yıl görüntülenen süper kütleli kara deliği içeriyor. Şimdiye kadar hem AGN hem de AGN olmayanlar da dahil olmak üzere yalnızca yaklaşık iki yüz yüksek enerjili gama ışını kaynağı keşfedildi. Eliptik galaksilerdeki bilinen dört yüzyüze olmayan AGN’den biri olan 3C264’teki yeni sonuçlar, AGN jetleri ve bunların altında yatan fizik hakkındaki bilgilerimizi genişletiyor. Ekip kaynağı izlemeye devam ediyor: Radyo jetinde dört parlak düğüm görülüyor ve önümüzdeki birkaç yıl içinde ikisinin çarpışması bekleniyor, bu olduğunda bazı havai fişekler bekleniyor.
Çeviri:Simge KARA
Kaynak:More information: A. Archer et al. VERITAS Discovery of VHE Emission from the Radio Galaxy 3C 264: A Multiwavelength Study, The Astrophysical Journal (2020). DOI: 10.3847/1538-4357/ab910e