NASA bir kara deliğin kenarına şimdiye kadarki en keskin bakışı ortaya çıkardı ve onlarca yıllık bir galaktik gizemi çözebilir.
Dünya’dan 13 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan Circinus Galaksisi, uzaya sürekli radyasyon püskürten süper kütleli bir kara deliğe ev sahipliği yapıyor.
Bu kara deliği çevreleyen sıcak gaz bulutları o kadar parlak ki gerçek ayrıntıları görmek daha önce neredeyse imkansızdı.
Şimdi NASA bunu kullandı. James Webb Uzay Teleskobu (JWST), bu kara deliğin en ucundaki tuhaf ve güçlü kuvvetleri ortaya çıkaracak.
Circinus’taki gibi süper kütleli kara delikler, sürekli olarak çevredeki galaksiden gelen maddeyi tüketerek aktif kalıyor.
Bilim adamları bu sürecin çok büyük miktarda kızılötesi enerji yarattığını gözlemlemişlerdi, ancak çoğu teleskop bunun nereden geldiğini görecek kadar hassas değildi.
Daha önce bilim insanları bu radyasyonun çoğunun kara deliğin ‘dışarı akışından’, yani çekirdekten çıkan aşırı ısınmış madde akışından geldiğini düşünüyorlardı.
Şimdi, JWST’den gelen bu yeni gözlemler bu beklentiyi tersine çevirdi.
NASA, Dünya’dan 13 milyon ışıkyılı uzaklıktaki bir kara deliğin kenarına şimdiye kadarki en yakın görünümü ortaya çıkardı ve bu, onlarca yıllık bir galaktik gizemin çözülmesine yardımcı olabilir. Resim: Hubble görüntüsünün üzerine yerleştirilmiş yeni James Webb Uzay Teleskobu görüntüsü
Kara delik, yerçekiminin ışığın bile kaçamayacağı kadar güçlü olduğu ölü bir yıldızın aşırı yoğun kalbidir.
Circinus Galaksisindeki gibi süper kütleli kara delikler, çevrelerindeki galaksiden çok miktarda madde tüketerek ‘aktif’ hale gelir.
Bu madde içeriye doğru düştükçe, kara deliğin etrafında dönen, torus adı verilen, çörek şeklinde yoğun bir halka oluşturur.
Süper kütleli bir kara delik, torusun iç duvarlarından malzeme toplayarak bir birikim diski oluşturur; bu, bir kanalizasyondan aşağı akan su gibi kara deliği çevreleyen dönen bir madde girdabıdır.
Bu birikim diski, yeterince parlak bir şekilde parlamaya başlayana kadar sürtünme nedeniyle ısınmaya başlar. teleskoplarımızda görünmek için.
Aynı zamanda bu yoğun enerji, kara deliğin kutuplarından içeriye düşen maddenin büyük bir kısmını fırlatır. bir çıkış veya kara delik jeti şeklinde.
Her ne kadar gökbilimcilerin modelleri bu farklı parçaların nasıl etkileşime girmesi gerektiğine dair tahminlerde bulunsa da, bu süreci çalışırken görmek son derece zordur.
Biriktirme diskinden gelen ışık her türlü ayrıntıyı engellerken, inanılmaz derecede yoğun olan simit, içeriye düşen maddenin iç bölgesini görüş alanından gizler.
Circinus galaksisi, sürekli olarak uzaya kızılötesi radyasyon gönderen aktif bir süper kütleli kara deliğe ev sahipliği yapıyor. Ancak bilim insanları bu radyasyonun kara deliğin neresinden geldiğini tam olarak belirlemekte zorlanıyor.
Bilim insanları gözlemledikleri ışığın farklı dalga boylarını kara deliğin farklı bölgelerinden gelen emisyonlara uydurmaya çalışacaklardı, ancak her şeyin düzgün bir şekilde uyması mümkün değildi.
En önemlisi, bazı teleskoplar kara deliğin bir yerinden gelen aşırı kızılötesi ışığı tespit edebiliyordu ancak bunun nereden geldiğini çözecek çözünürlüğe sahip değildi.
Güney Carolina Üniversitesi’nden başyazar Dr. Enrique Lopez-Rodriguez şunları söylüyor: ’90’lı yıllardan bu yana, aktif galaksilerin çekirdeklerindeki sıcak tozdan kaynaklanan aşırı kızılötesi emisyonları açıklamak mümkün olmadı; bu, modellerin yalnızca simit veya dışarı akışları hesaba kattığı, ancak bu fazlalığı açıklayamadığı anlamına geliyor.’
Modeller kütlenin ve dolayısıyla emisyonların çoğunun çıkışta olacağını varsayıyordu.
Ancak bunu test etmek için gökbilimcilerin hem engelleyici yıldız ışığını filtreleyecek hem de torusun kızılötesi emisyonlarını dışarı akışlardan ayırt edecek bir yola ihtiyaçları vardı.
Neyse ki JWST bu sorunların her ikisine de yenilikçi bir çözüm sundu.
Bilim adamları, JWST’yi esas olarak birlikte çalışan birkaç küçük teleskopa dönüştüren Açıklık Maskeleme Girişimölçeri adı verilen bir araç kullandılar.
Dünya’da girişimölçerler genellikle tek, devasa bir gözlemeviymiş gibi birlikte çalışan birçok farklı radyo veya optik teleskoptan oluşur.
Yeni bir teknik kullanarak bilim insanları, radyasyonun çoğunun, daha önceki çalışmaların inandığı gibi, dışarı atılan madde jetinden değil, Toros olarak bilinen, dönen bir madde çörekinden geldiğini belirlemeyi başardılar.
JWST, yedi altıgen delikli özel bir kapak kullanarak aynı numarayı tekrarlayabilir.
Dr Lopez-Rodriguez Daily Mail’e şunları söyledi: ‘İnterferometri bize mümkün olan en yüksek açısal çözünürlüğü sağlayan tekniktir.
‘JWST ile açıklık maskeleme interferometrisini kullanmak, 6,5 metrelik bir uzay teleskobu yerine 13 metrelik bir uzay teleskopuyla gözlem yapmaya benzer.’
Bu teknikle veri toplayan bilim insanları, merkezi bölgenin görüntüsünü oluşturmayı başardılar.
Bu, uzaydaki bir kızılötesi interferometreden yapılan ilk galaksi dışı gözlemdir ve aktif bir galaksinin çekirdeğine eşi benzeri görülmemiş bir bakış sunmaktadır.
Önceki tahminlerin aksine, Circinus’taki sıcak tozdan kaynaklanan kızılötesi emisyonların yaklaşık yüzde 87’si kara deliğe en yakın bölgelerden geliyor, dışarı akış ise yüzde birden az katkıda bulunuyor.
Bu, gökbilimcilerin süper kütleli kara deliklere ilişkin en iyi modellerinin tahminlerinin tamamen tersine çevrilmesidir.
Ancak Circinus kara deliğinin gizemi çözülmüş olsa da evrende milyarlarca süper kütleli kara delik daha var.
Bu görüntüler, James Webb Uzay Teleskobu’nun aynasını (sanatçının izlenimini), çok küçük bir alanda olağanüstü çözünürlük sağlamak üzere birlikte çalışan birkaç küçük merceğe dönüştüren bir teknik sayesinde mümkün olmuştur.
Circinus’un birikim diski sadece orta derecede parlaktı, dolayısıyla torusun emisyonlarına hakim olması mantıklı.
Ancak daha parlak kara delikler için durum hala tam tersi olabilir ve çok daha fazla vaka çalışmasına ihtiyaç duyulacaktır.
Bu araştırmayla gökbilimciler, Açıklık Maskeleme Girişim Ölçerinin kullanışlı olması için yeterince parlak oldukları sürece, seçtikleri herhangi bir kara deliği araştırmak için bir teknik buldular.
Dr Lopez-Rodriguez şunları söylüyor: ‘Yığılma disklerindeki kütlenin ve dışarı akışlarının güçleriyle nasıl ilişkili olduğunu anlamak için kara deliklerin istatistiksel örneğine ihtiyacımız var, belki bir düzine veya iki düzine.’