NASA, Büyük Patlama Tarafından Yakılan 11 Milyar Yıllık Kara Delik Jeti Tespit Etti
Gökbilimciler Büyük Patlama’dan sadece 3 milyar yıl sonra oluşmuş bir kara delikten çıkan oldukça güçlü bir jet buldular.
Bu jet o kadar uzakta ki, ancak parçacıkları Büyük Patlama’dan gelen ve kozmik mikrodalga arka planı olarak adlandırılan eski ışığı güçlü X-ışınlarına dönüştürdüğü için görülebiliyor.
Bu etki sayesinde NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi sadece bir değil, evrenin erken dönemlerinden jetleri olan iki kara delik tespit edebildi.
Chandra’nın X-ışını görüşünü Very Large Array’den (VLA) gelen radyo verileriyle birleştiren bilim insanları, erken kara deliklerin kozmik tarihin en aktif dönemlerinden birinde galaksilerini nasıl etkilediğini ortaya çıkarıyor.
NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi’nde yapılan bir araştırmaya göre, bir kara delik uzak evrende şaşırtıcı derecede güçlü bir jet patlattı. Jetlerdeki elektronlar kara delikten uzaklaşırken, CMB radyasyon denizinde ilerler ve mikrodalga fotonlarla çarpışırlar. Bu çarpışmalar fotonların enerjisini X-ışını bandına yükselterek bu kadar uzak mesafeden bile Chandra tarafından tespit edilmelerini sağlar ve bu da X-ışını görüntülerinde gösterilir. Kredi: X-ışını: NASA/CXC/CfA/J. Maithil ve diğerleri; İllüstrasyon: NASA/CXC/SAO/M. Weiss; Görüntü İşleme: NASA/CXC/SAO/N. Wolk.
Erken Evrende Güçlü Jet Keşfi
NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi kullanılarak yapılan yeni bir keşfe göre, uzak evrendeki bir kara delik beklenmedik derecede güçlü bir jeti serbest bıraktı. Bu jeti özellikle dikkat çekici kılan şey, çok eski olması ve Büyük Patlama’nın soluk parıltısıyla aydınlanmasıdır.
Gökbilimciler Chandra’yı Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) ile bir araya getirerek bu kara deliği “kozmik öğle” olarak bilinen bir zamanda incelediler. Bu, evrenin başlangıcından yaklaşık üç milyar yıl sonra, galaksilerin ve süper kütleli kara deliklerin daha önce hiç olmadığı kadar hızlı büyüdüğü dönemdir.
Jet Mekanizması Çizimlerle Ortaya Çıkarıldı
Bir sanatçının çizimi (aşağıda) neler olduğunu görselleştirmeye yardımcı oluyor: yüksek hızlı bir jet dışarı doğru patlarken madde süper kütleli bir kara deliğe doğru spiraller çiziyor. Kara delik, Büyük Patlama’dan arta kalan kozmik mikrodalga arka planının (CMB) şimdikinden çok daha yoğun olduğu zamanlarda, Dünya’dan 11,6 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunuyor.
Jetlerdeki elektronlar kara delikten uzaklaşırken, CMB radyasyon denizinde ilerler ve mikrodalga fotonlarla çarpışırlar. Bu çarpışmalar fotonların enerjisini X-ışını bandına (mor ve beyaz) yükselterek, ekte gösterilen bu büyük mesafede bile Chandra tarafından tespit edilmelerini sağlar.
NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi’nde yapılan bir araştırmaya göre, bir kara delik uzak evrende şaşırtıcı derecede güçlü bir jet patlattı. Bu jet kozmosun o kadar erken bir döneminde bulunuyor ki, Büyük Patlama’dan arta kalan parıltı tarafından aydınlatılıyor. Kredi: X-ışını: NASA/CXC/CfA/J. Maithil ve diğerleri; İllüstrasyon: NASA/CXC/SAO/M. Weiss; Görüntü İşleme: NASA/CXC/SAO/N. Wolk
Uzak Mesafelerde Çift Jet Sürprizi
Araştırmacılar, 300.000 ışık yılı uzunluğunda jetleri olan iki farklı kara deliğin varlığını tespit etti ve ardından doğruladı. Bu iki kara delik Dünya’dan sırasıyla 11,6 milyar ve 11,7 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunuyor. Jetlerden birindeki parçacıklar ışık hızının %95’i ile %99’u arasında (J1405+0415 olarak adlandırılıyor), diğerindeki parçacıklar ise ışık hızının %92’si ile %98’i arasında (J1610+1811) hareket ediyor. J1610+1811’den gelen jet oldukça güçlüdür ve kara deliğin yörüngesindeki sıcak gazdan gelen yoğun ışığın yaklaşık yarısı kadar enerji taşır.
Ekip, Chandra’nın keskin X-ışını görüşü ve CMB’nin o zamanlar şimdikinden çok daha yoğun olması nedeniyle “kuasar” olarak bilinen parlak, büyüyen süper kütleli kara deliklerden büyük mesafelerine ve küçük ayrılıklarına rağmen bu jetleri tespit edebildi ve yukarıda açıklanan enerji artışını arttırdı.
Einstein’ın Göreliliği Bir Bükülme Ekliyor
Kuasar jetleri ışık hızına yaklaştığında, Einstein’ın özel görelilik teorisi dramatik bir parlama etkisi yaratır. Dünya’ya doğru yönelen jetler, uzağa yönelenlerden çok daha parlak görünür. Gökbilimcilerin gözlemlediği aynı parlaklık, çok farklı hız ve görüş açısı kombinasyonlarından kaynaklanabilir. Işık hızına yakın bir hızla giden ancak bizden uzağa doğru açı yapan bir jet, doğrudan Dünya’ya doğrultulmuş daha yavaş bir jet kadar parlak görünebilir.
Araştırmacılar, hızın ve görüş açısının etkilerini ayırma konusundaki bu zorluğu nihayet çözen yeni bir istatistiksel yöntem geliştirdiler. Yaklaşımları temel bir önyargıyı tanımaktadır: gökbilimcilerin Dünya’ya dönük jetleri keşfetme olasılığı daha yüksektir, çünkü göreceli etkiler onları en parlak görünmelerini sağlar. Bu önyargıyı, farklı açılara yönelmiş jetlerin araştırmalarda nasıl tespit edildiğini açıklayan değiştirilmiş bir olasılık dağılımı kullanarak birleştirdiler.
Yukarıdaki X-ışını görüntüsünün etiketlenmiş versiyonu. Kredi: X-ışını: NASA/CXC/CfA/J. Maithil ve diğerleri; İllüstrasyon: NASA/CXC/SAO/M. Weiss; Görüntü İşleme: NASA/CXC/SAO/N. Wolk.
Jet Açılarının İstatistiklerle Haritalandırılması
Yöntemleri, jet hızı ve görüş açısı arasındaki ilişkiyi belirlemek için ilk olarak jet parçacıklarının CMB’yi nasıl saçtığına dair fiziği kullanarak çalışır. Daha sonra, tüm açıların eşit derecede olası olduğunu varsaymak yerine, rölativistik seçim etkisini uygularlar: bize doğru ışınlanan jetler (daha küçük açılar) kataloglarımızda aşırı temsil edilir. Bu yanlı dağılımı fiziksel modelleriyle eşleştiren on bin simülasyon çalıştırarak, sonunda en olası görüş açılarını belirleyebildiler: J1405+0415 için yaklaşık 9 derece ve J1610+1811 için 11 derece.
Kaynak: https://scitechdaily.com
Şimdiye Kadar Gözlemlenen En Büyük ‘Kara Delik Jeti’ Keşfedildi