Arkasında Yeni Doğan Yıldızların İzini Bırakan Kaçan Bir Kara Delik Bulundu : ScienceAlert

Uzak bir galaksiyi çevreleyen gazda bulunan bir iz, kontrolden çıkmış süper kütleli bir kara deliğe işaret eden dumanlı bir silah olabilir.

Gökbilimcilerden oluşan bir ekip, bize ulaşmak için 7,5 milyar yıldan fazla yol kat eden ışığın analizine dayanarak, 39 milyon yıl önce bulunduğu galaksiden fırlatılan ve şu anda galaksiler arası uzayda 1.600 kilometre hızla ilerleyen devasa bir nesnenin kanıtlarını sundu. (994 mil) saniyede.

Kara deliğin kendisi görünmez olsa da, izi görünmez: Zayıf galaksiler arası ortamda kalan şoklar, arkasında sıkıştırılmış gazda bir yıldız oluşumu izi bırakır. Ekibin çalışması, galaksiler arası uzayda yakınlaştırmak için galaksilerinden fırlayan, görünmez ve bağlanmamış hareketsiz süper kütleli kara delikleri tanımlayabilmemizin bir yolunu gösteriyor.

Yale Üniversitesi’nden astrofizikçi Pieter van Dokkum liderliğindeki araştırma, kabul edildi. Astrofizik Dergi Mektupları ve ön baskı sunucusunda mevcuttur arXiv.

Süper kütleli bir kara deliğin galaksisinden fırlatılabileceği fikri aslında o kadar da garip değil. Aslında, gökbilimciler zaten tanımladılar ne olabileceğini düşünüyorlar galaksilerinin merkezlerinden fırlatılan çok sayıda süper kütleli karadelik (henüz hiçbiri galaksiler arası uzaya geçmese de) ve hatta süper kütleli kara deliğini tamamen kaçırmış gibi görünen bir galaksi bile.

Ancak bu süper kütleli karadeliklerin hepsinin ortak bir noktası vardı: aktifler, bu da onların açık kıyamet ağızlarına düşen bir malzeme bulutu ile çevrili oldukları anlamına geliyor. Bu süreç, tespit edilmelerini çok daha kolaylaştıran çılgın miktarlarda ısı ve ışık üretir.

Ancak tüm kara delikler aktif değildir. Ve atıştırmalıklar arasında sessizce işlerine bakanlar, sadece işlerini yaparken takılırlar, tespit edebileceğimiz hiçbir ışık yaymazlar ve bu nedenle teknolojimiz tarafından esasen görünmezler.

Bununla birlikte, süper kütleli bir kara delik kadar ağır bir şey -Güneş’in kütlesinin milyonlarca ila milyarlarca katı- geride bizim tespit edebileceğimiz izler bırakabilir. Van Dokkum ve meslektaşlarının önerdiği şey buydu: Fırlatılan süper kütleli bir kara deliğin izi, galaksiyi çevreleyen ve galaksi çevresi olarak bilinen gazda tespit edilebilir.

Keşif, diğer soruşturmalar sırasında yapıldı. Araştırmacılar, RCP 28 adlı çok daha yakın bir cüce galaksiyi incelemek için Hubble’ı kullanıyorlardı. O görüntüde, kontrolden çıkmış süper kütleli bir kara deliğin izi olabilecek bir şey keşfettiler.

Görüntü, düzensiz bir gökadanın tam merkezine işaret eden parlak bir çizgi ortaya çıkardı. Başlangıçta, araştırmacılar bunun kozmik bir ışın olduğunu düşündüler, ancak görüntüleri işlemek için kullanılan her iki filtrede de ortaya çıktı. Bu nedenle, Ekim 2022’de galaksinin ve çizginin kırmızıya kaymasını hesaplamak için Keck Gözlemevi’ni kullanarak takip görüntüleri aldılar. Bu onlara bir boyut verdi: çizgi 200.000 ışıkyılı uzunluğunda.

Analiz, galaksinin ve çizginin aynı kırmızıya kaymaya sahip olduğunu, yani muhtemelen birbirleriyle ilişkili olduklarını ve çizgi ile galaksinin aynı renge sahip olduğunu gösterdi. Takım daha önce hiç böyle bir şey görmemişti.

Daha yakından baktıklarında, çizginin renk veya parlaklık açısından tekdüze olmadığını gördüler. Ayrıca güçlü iyonlaşma ve şok bölgeleri belirtileri gösterir. İyonlaşmanın bir kısmı çok genç, sıcak ve büyük kütleli yıldızların varlığıyla açıklanabilir; Bu, gazı sıkıştırma eğiliminde olan ve kümelerinin yerçekimi altında çökerek bebek yıldızlar oluşturmasına neden olan astrofiziksel şoklarla tutarlıdır.

Galaksilerin merkezlerinden çıkan ışık çizgileri nadir değildir; bunlar genellikle aktif süper kütleli kara deliklerin kutup bölgelerinden fırlatılan, yakın ışık hızlarında hareket eden güçlü, dar plazma akımları olan astrofiziksel jetlerdir. Takımın bulduğu çizgi, astrofiziksel bir jetin hiçbir özelliğini göstermiyor.

Ekip, bir jetin geçişinin ardında bir yıldız oluşumu izi bırakmış olabileceğini tahmin etti; ancak görüntülerdeki çizgi, kayıtlarda gözlemlenen veya simüle edilen herhangi bir jet kaynaklı yıldız oluşumu örneğiyle eşleşmiyor.

Aslında gözlemlenen çizgi, gökbilimcilerin bir gaz jetinden bekleyeceklerinin tam tersidir; daha az malzemenin olduğu galaksiden en uzak noktada en güçlü ve bir jet gibi yayılmak yerine daha uzak mesafelerde daha dar.

Ekip, en iyi açıklamanın, yıldız oluşumunu geride bırakarak, içinden geçerken galaktik ortamı rahatsız eden ve sıkıştıran, kaçak süper kütleli bir kara delik olduğuna inanıyor.

frameborder=”0″ allow=”ivmeölçer; otomatik oynatma; panoya yazma; şifreli ortam; jiroskop; fotoğraf içinde fotoğraf; web paylaşımı” izin verilen tam ekran>

Muhtemelen süper kütleli bir kara deliği galaksisinden neyin çıkarabileceğini merak ediyorsunuz ve cevap: başka bir süper kütleli kara delik. Ya da iki. Araştırmacıların senaryosunda, iki galaksi bir zamanlar birleşmiş; Bu galaksilerin çekirdeklerindeki süper kütleli kara delikler bir araya gelerek ikili bir süper kütleli kara delik oluşturdular ve bir süre bu şekilde kaldılar.

Sonra üçüncü bir galaksi geldi ve oradaki süper kütleli kara delik, yeni birleşen galaksi üçlüsünün merkezine battı ve sonuç olarak bilinen üç cisim etkileşimi meydana geldi. Tepe mekanizması bu da kara deliklerden birini yüksek hızlarda fırlattı.

Çoklu dalga boylarındaki gelecekteki gözlemler, astronomların durumun gerçekten böyle olup olmadığını anlamalarına yardımcı olabilir. Bu arada, özellik çok belirgin olduğu için, diğer örnekleri bulmak nispeten kolay olmalı, özellikle yakında çıkacak olan kızılötesi Nancy Roman Grace Uzay Teleskobu gibi daha güçlü araçlarla.

“Son elli yılda bu konuda yazılan az sayıdaki makaleye dayanarak, bu özelliğin kontrolden çıkmış bir SMBH’nin uyanışı olduğunu öne sürüyoruz.” araştırmacılar makalelerinde yazıyor.

“Bu alan, daha fazla teorik çalışmadan yararlanabilir, özellikle de bu makaleler, art izler için çeşitli oluşum mekanizmaları önerdiğinden. Şokları modelleyen ve aynı zamanda yerçekimi etkilerini de hesaba katan hidrodinamik simülasyonlar, bu ilk çalışmaları kendi kendine tutarlı bir çerçevede bir araya getirebilir. “

Araştırma yayınlanmak üzere kabul edilmiştir. Astrofizik Dergi Mektuplarıve şu adreste mevcuttur: arXiv.