Sanatçının, uzaktaki bir galaksinin merkezinde görülen büyüyen bir kara delik konsepti. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Yeni Keşif, Çok Erken Süper Kütleli Kara Deliklere Işık Tutuyor
Teksas Üniversitesi ve Arizona Üniversitesi’nden gökbilimciler, hızla büyüyen bir kara delik keşfettiler Evrenin çok erken dönemlerinde bilinen en uç gökadalardan birinde. Galaksinin ve merkezindeki kara deliğin keşfi, ilk süper kütleli kara deliklerin oluşumu hakkında yeni ipuçları sağlıyor. Yeni çalışma, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society’de yayınlandı.
Şili’de bulunan bir radyo gözlemevi olan Atacama Büyük Milimetre Dizisi (ALMA) ile alınan gözlemleri kullanan ekip, COS adlı galaksinin -87259, bu yeni süper kütleli kara deliği içeren çok aşırı, kendi Samanyolu’muzun 1000 katı bir oranda yıldız oluşturuyor ve bir milyardan fazla güneş kütlesi değerinde yıldızlararası toz içeriyor. Galaksi, hem bu yoğun yıldız oluşumu patlamasından hem de merkezinde büyüyen süper kütleli kara delikten parlıyor.
Kara delik, kozmik “tozla yoğun bir şekilde örtülen yeni bir ilkel kara delik türü olarak kabul ediliyor. ışığının neredeyse tamamının elektromanyetik spektrumun orta kızılötesi aralığında yayılmasına neden olur. Araştırmacılar ayrıca, büyüyen bu süper kütleli kara deliğin (sıklıkla aktif galaktik çekirdek olarak anılır), ev sahibi galakside ışık hızına yakın hareket eden güçlü bir madde jeti oluşturduğunu da bulmuşlardır.
Bugün, kütleleri olan kara delikler Kendi Güneşimizinkinden milyonlarca ila milyarlarca kat daha büyük, neredeyse her galaksinin merkezinde yer alır. Bu süper kütleli karadeliklerin ilk nasıl oluştukları bilim adamları için bir gizem olmaya devam ediyor, özellikle de bu nesnelerden birkaçı Evren çok gençken bulunmuştu. Bu kaynaklardan gelen ışığın bize ulaşması çok uzun sürdüğü için onları geçmişteki halleriyle görürüz; bu durumda, Evrenin şu anki yaşının yaklaşık %5’i olan Büyük Patlama’dan sadece 750 milyon yıl sonra.
Bu yeni nesne hakkında özellikle şaşırtıcı olan şey, nispeten küçük bir yama üzerinde tanımlanmış olmasıdır. Dolunayın boyutunun 10 katından daha küçük olan benzer nesneleri tespit etmek için kullanılan gökyüzünün yaklaşık yüzdesi, Evren’in çok erken dönemlerinde binlerce benzer kaynak olabileceğini düşündürüyor. Bu, önceki verilere göre tamamen beklenmedik bir durumdu.
Bu sistem, yaklaşık 700 milyon yıl önce yakından geçiş yapan IC 694 ve NGC 3690 olarak adlandırılan bir çift gökadadan oluşuyor. Bu etkileşimin bir sonucu olarak, sistem şiddetli bir yıldız oluşumu patlaması yaşadı. Son on beş yılda galaksinin dış kesimlerinde altı süpernova patladı ve bu sistem bu sistemi seçkin bir süpernova fabrikası haline getirdi. Kredi: NASA, ESA, Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration ve A. Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)
Diğer tek sınıf Evrenin çok erken dönemlerinde bildiğimiz süper kütleli kara deliklerin çoğu, kozmik toz tarafından nispeten gizlenmemiş aktif kara delikler olan kuasarlardır. Bu kuasarlar, COS-87259’a benzer mesafelerde son derece nadirdir ve tüm gökyüzünde yalnızca birkaç on tanesi bulunur. COS-87259’un ve onun kara deliğinin şaşırtıcı keşfi, çok eski süper kütleli kara deliklerin bolluğu ve bunların tipik olarak içinde oluştukları galaksi türleri hakkında birkaç soruyu gündeme getiriyor.
Ryan Endsley, baş yazarı makale ve şu anda Austin’deki Texas Üniversitesi’nde Doktora Sonrası Araştırma Görevlisi, “Bu sonuçlar, çok eski süper kütleli kara deliklerin, belki de ev sahibi galaksilerindeki yoğun yıldız oluşum aktivitesinin bir sonucu olarak, genellikle toz tarafından yoğun bir şekilde gizlendiğini gösteriyor. Bu, başkalarının birkaç yıldır tahmin ettiği bir şey ve bu senaryoyu destekleyen ilk doğrudan gözlemsel kanıtı görmek gerçekten güzel.”
Günümüzde daha yerel olan benzer nesne türleri bulundu. Yukarıda gösterilen Arp 299 gibi evren. Bu sistemde, iki galaksi birbirine çarparak yoğun bir yıldız patlaması ve iki galaksiden birinde büyümekte olan süper kütleli kara deliğin yoğun bir şekilde karartılmasını sağlıyor.
Endsley ekliyor: “Hiç kimse bu tür bir nesne bulmayı beklemiyordu. Evrenin çok erken dönemlerinde keşfi, milyarlarca güneş kütleli kara deliğin Evrenin ömrünün bu kadar erken bir döneminde nasıl oluşabildiğinin yanı sıra en büyük galaksilerin ilk olarak nasıl evrimleştiğinin çok daha iyi anlaşılmasına yönelik bir adım atıyor.”{ 4}
Referans: Ryan Endsley, Daniel P Stark, Jianwei Lyu, Feige Wang, Jinyi Yang’ın yazdığı “1,5 derece2 COSMOS alanındaki tozlu bir yıldız patlamasıyla ilişkili z = 6,853’teki gizlenmiş bir hiper-aydınlık radyo yüksek sesli AGN’nin ALMA onayı” , Xiaohui Fan, Renske Smit, Rychard Bouwens, Kevin Hainline ve Sander Schouws, 24 Şubat 2023, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stad266