Bu sanatçının konsepti, kaotik bir birleşme sürecinde olan iki galaksinin çekirdeklerinde ikamet eden iki kuasarın parlak parıltısını gösteriyor. İki galaksi arasındaki yerçekimsel çekişme, bir yıldız doğumu ateş fırtınasını ateşler. Kuasarlar, uzak galaksilerin merkezlerinden gelen parlak yoğun ışık fenerleridir. Onlar, üzerine düşen maddeyi doymak bilmez bir şekilde besleyen süper kütleli karadeliklerden güç alıyorlar. Bu beslenme çılgınlığı, ev sahibi galaksideki milyarlarca yıldızın ortak ışığını gölgede bırakabilecek bir radyasyon selini serbest bırakır. Birkaç on milyonlarca yıl içinde kara delikler ve galaksileri birleşecek ve kuasar çifti de birleşerek çok daha büyük bir kara delik oluşturacak. Kredi: NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
Birleşen Bir Çift Gökada, Çarpışma Rotasında Kara Delikleri Ateşliyor
Kuasarlar, evrenin en parlak havai fişekleri arasındadır. Tüm gökyüzüne dağılmış halde, 100 milyardan fazla yıldızın zenginliğiyle parlıyorlar. Ve parlak bir 4 Temmuz hava parlaması gibi, nispeten kısa bir süre için – kozmik zaman ölçeklerinde – göz kamaştırıyorlar. Bunun nedeni, yüksek sıcaklıklara kadar ısınan çok fazla gaz ve toz emen doymak bilmez süper kütleli kara delikler tarafından destekleniyor olmalarıdır. Ancak kuasar yemek büfesi yalnızca çok uzun sürer.
Kuasarların bu uçucu özelliği, gökbilimcilerin birbirleriyle çarpışma rotasında olan iki kuasar bulmasına yardımcı oldu. 10 milyar yıl önce birbirine çarpan bir çift galaksinin içine gömülüler. Uzak evrende böyle dinamik bir ikili bulmak nadirdir. Tespit, galaksilerin daha sık çarpıştığı ve karadeliklerin yakın karşılaşmalardan flotsam ve jetsam ile dolup taştığı uzun zaman önce kozmosun ne kadar istikrarsız olduğuna dair ipuçları veriyor.
Çünkü iki kuasar, içeri aktıkça farklı oranlarda titreşiyor. yakıt mumları ve azalışları, uzayda meydana gelen olağandışı bir aktivite olarak tanımlandı. Hubble yakınlaştırdı ve çifti ve ev sahibi galaksileri net bir şekilde çözdü.
Evren sadece 3 milyar yaşındayken var olan bir çift kuasarın Hubble Uzay Teleskobu fotoğrafı. Bir çift çarpışan galaksinin içine gömülüdürler. Kuasarlar, tek bir galaksinin boyutundan daha azıyla ayrılır. Kuasarlar, kendilerini gaz, toz ve yerçekimsel kavrayışları dahilindeki diğer her şeyle doldururken vahşi enerji pınarlarını patlatan doymak bilmez, süper kütleli kara delikler tarafından desteklenir. Kara delikler sonunda birleşecek. Kredi: NASA, ESA, Yu-Ching Chen (UIUC), Hsiang-Chih Hwang (IAS), Nadia Zakamska (JHU), Yue Shen (UIUC)
Hubble Uzay Teleskobu Beklenmedik Şekilde Çift Kuasar Buldu. Uzak Evren
İlk evren, galaksilerin sık sık birbirine çarptığı ve hatta birleştiği, başıboş bir yerdi. Bu gelişmeleri araştıran astronomlar, NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’nu ve diğer uzay ve yer tabanlı gözlemevlerini kullanarak beklenmedik ve nadir bir keşifte bulundular: her ikisi de birleşen iki galaksinin içinde parıldayan, yerçekimsel olarak bağlı bir çift kuasar. Evren sadece 3 milyar yaşındayken var oldular.
Kuasarlar, gaz, toz ve yerçekimleri dahilindeki diğer her şeyi doldururken acımasız enerji pınarları fışkırtan doymak bilmez, süper kütleli karadeliklerden güç alan parlak nesnelerdir. kavrayın.
“Evrenin bu erken döneminde çok fazla çift kuasar görmüyoruz. Bu araştırmanın baş yazarı Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nden yüksek lisans öğrencisi Yu-Ching Chen, bu keşfin bu kadar heyecan verici olmasının nedeni de bu.
Yakın ikili kuasarları bulmak nispeten yeni bir araştırma alanıdır. bu son 10-15 yılda gelişti. Günümüzün güçlü yeni gözlemevleri, astronomların iki kuasarın aynı anda aktif olduğu ve sonunda birleşecek kadar yakın oldukları durumları belirlemesine olanak sağladı.
Büyük galaksilerin birleşmelerle 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 popülasyonunu bilmek, sonunda bize erken evrende süper kütleli kara deliklerin ortaya çıkışı ve bu birleşmelerin ne sıklıkta olabileceği hakkında bilgi verecektir” dedi.
Bu pusula görüntüsü, evren sadece 3 milyar yaşındayken var olan bir çift kuasarın Hubble Uzay Teleskobu fotoğrafını göstermektedir.Kuasarlar, tek bir galaksinin boyutundan daha azıyla ayrılır. Kuasarlar, kendilerini gaz, toz ve yerçekimsel kavrayışları dahilindeki diğer her şeyle doldururken vahşi enerji pınarlarını patlatan doymak bilmez, süper kütleli kara delikler tarafından desteklenir. Kara delikler sonunda birleşecek. Kredi: NASA, ESA, Yu-Ching Chen (UIUC), Hsiang-Chih Hwang (IAS), Nadia Zakamska (JHU), Yue Shen (UIUC)
Bu ipucunu açıklamaya başlıyoruz Urbana-Champaign’deki Illinois Üniversitesi’nden Xin Liu, “ilk ikili kuasar popülasyonunun buzdağının bir parçası” dedi. “Bu, bu çalışmanın benzersizliğidir. Aslında bize bu popülasyonun var olduğunu söylüyor ve artık tek bir galaksinin boyutundan daha küçük bir farkla ayrılmış çift kuasarları tespit etmek için bir yöntemimiz var.”
Bu, samanlıkta iğneden yapılan bir aramaydı. NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu ve W.M.’nin birleşik gücünü gerektiriyordu. Hawaii’deki Keck Gözlemevleri. Hawaii’deki Uluslararası İkizler Gözlemevi, NSF’nin New Mexico’daki Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi ve NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi’nden alınan çoklu dalga boyu gözlemleri de dinamik ikilinin anlaşılmasına katkıda bulundu. Ve ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) Gaia uzay gözlemevi, bu çift kuasarın ilk etapta tanımlanmasına yardımcı oldu.
“Hubble’ın hassasiyeti ve çözünürlüğü, gördüklerimizle ilgili diğer olasılıkları elememize izin veren resimler sağladı” dedi Chen. Hubble, tartışmasız bir şekilde, bunun, aynı kuasarın bir ön plan yerçekimi merceği tarafından yaratılmış iki görüntüsünden ziyade gerçekten de gerçek bir süper kütleli kara delik çifti olduğunu gösteriyor. Ve Hubble, iki galaksinin birleşmesinden gelen bir gelgit özelliği gösterir; burada yerçekimi galaksilerin şeklini bozarak iki yıldız kuyruğu oluşturur.
Ancak, Hubble’ın keskin çözünürlüğü tek başına bunları aramak için yeterince iyi değildir. çift ışıklı işaretler. Araştırmacılar, potansiyel çift kuasar adaylarını belirlemek için 2013 yılında başlatılan Gaia’yı görevlendirdi. Gaia, yakındaki gök cisimlerinin konumlarını, mesafelerini ve hareketlerini çok hassas bir şekilde ölçer. Ancak yeni bir teknikte, uzak evreni keşfetmek için kullanılabilir. Gaia’nın devasa veri tabanı, yakındaki yıldızların görünen hareketini taklit eden kuasarları aramak için kullanılabilir. Kuasarlar, birbirine çok yakın oldukları için Gaia verilerinde tek nesneler olarak görünürler. Ancak Gaia, gözlemlediği bazı kuasarların konumlarındaki bariz bir değişikliği taklit eden ince, beklenmedik bir “titreşim” algılayabilir.
Gerçekte, kuasarlar uzayda ölçülebilir bir şekilde hareket etmiyor. Bunun yerine, kuasar çiftinin her bir üyesinin parlaklığı, kara deliklerin beslenme programına bağlı olarak günler ila aylar arasında değişen zaman ölçeklerinde değiştiğinden, sallamaları rastgele ışık dalgalanmalarının kanıtı olabilir. Kuasar çifti arasındaki bu değişken parlaklık, uzaktan bir demiryolu geçiş sinyali görmeye benzer. Sabit sinyalin her iki tarafındaki ışıklar dönüşümlü olarak yanıp söndüğünden, işaret “sallanıyor” yanılsaması verir.
Başka bir zorluk da, yerçekimi uzayı lunapark aynası gibi büktüğü için, ön plandaki bir galaksinin görüntüyü bölebilmesidir. uzaktaki bir kuasar ikiye bölündü, gerçekten ikili bir çift olduğu yanılsamasını yarattı. Keck teleskobu, şüphelenilen çift kuasar ile aramızda mercek oluşturan galaksi olmadığından emin olmak için kullanıldı.
Hubble uzak geçmişe baktığı için, bu çift kuasar artık yok. 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 yıl içinde bir veya daha fazla galaksi birleşmesinden büyümüştür.
Hubble ile aynı görme keskinliğine sahip olan, yaklaşmakta olan NASA Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu, ikili kuasar avcılığı için idealdir. Hubble, bireysel hedefler için özenle veri almak için kullanıldı. Ancak Roman’ın çok geniş açılı kızılötesi evren görüşü, Hubble’ınkinden 200 kat daha büyük. “Dışarıda pek çok kuasar ikili sistemler olabilir. Roma teleskopu bu araştırma alanında çok büyük gelişmeler sağlayabilir,” dedi Liu.
Sonuçlar 5 Nisan’da Nature dergisinde yayınlanacak.
Referans: “Bir diskte yakın bir kuasar çifti –disk galaksi birleşmesi at z = 2.17”, Yu-Ching Chen, Xin Liu, Adi Foord, Yue Shen, Masamune Oguri, Nianyi Chen, Tiziana Di Matteo, Miguel Holgado, Hsiang-Chih Hwang ve Nadia Zakamska, 5 Nisan 2023, Doğa .
DOI: 10.1038/s41586-023-05766-6
Hubble Uzay Teleskobu, NASA ve ESA arasındaki uluslararası bir işbirliği projesidir.Baltimore, Maryland’deki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü (STScI), Hubble ve Webb bilim operasyonlarını yürütür. STScI, NASA adına Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından Washington, D.C.’de işletilmektedir
.