Gökbilimciler Samanyolu Üzerinde Yükselen Baloncukların Gizemini Çözmüş Olabilir – ScienceAlert

Fermi Gama Işını Uzay Teleskobu 2008’de alçak Dünya yörüngesine girdiğinde, gözlerimizi yüksek enerjili radyasyondan oluşan yepyeni bir Evren’e açtı.

Daha ilginç keşiflerinden biri, Fermi Baloncukları: Samanyolu’nun merkezinden her iki tarafta 25.000 ışıkyılı uzaklıkta, galaktik düzlemin üstünde ve altında uzanan dev, simetrik damlalar, gama ışını ışığında parlıyor – elektromanyetik spektrumdaki en yüksek enerji dalga boyu aralıkları.

Ardından, 2020’de eROSITA adlı bir X-ışını teleskopu başka bir sürpriz buldu: galaktik düzlemin her iki yanında 45.000 ışıkyılı boyunca uzanan ve bu sefer daha az enerjik X-ışınları yayan daha da büyük baloncuklar.

Bilim adamları o zamandan beri her iki baloncuk setinin muhtemelen galaktik merkezden ve oradaki süper kütleli kara delikten kaynaklanan bir tür patlama veya patlamaların sonucu olduğu sonucuna vardılar. Bununla birlikte, gama ve X radyasyonunu üreten mekanizmayı saptamak biraz daha zor olmuştur.

Simülasyonları kullanarak, Japonya’daki Tokyo Metropolitan Üniversitesi’nden fizikçi Yutaka Fujita, her iki baloncuk grubunu tek seferde açıklayan tek bir açıklama buldu.

Bulduğu X-ışını emisyonu, güçlü, hızlı hareket eden bir rüzgarın, yıldızlararası boşluğu dolduran ince gaza çarparak, plazmada geri yankılanarak o enerjik parıltıya neden olan bir şok dalgası üretmesinin ürünüdür.

Samanyolu’nun kalbine güç sağlayan süper kütleli kara delik – Sagittarius A* – kara delikler gittiği sürece oldukça sessizdir. Beslenme aktivitesi minimumdur; “sessiz” olarak sınıflandırılır. Yine de her zaman böyle olmadı. Ve aktif bir kara delik, etrafındaki uzayda her türlü etkiye sahip olabilir.

Malzeme kara deliğe doğru düşerken ısınır ve ışık saçar. Malzemenin bir kısmı, parçacıkları ışık hızına yakın hıza çıkarmak için bir senkrotron görevi gören kara deliğin dışındaki manyetik alan çizgileri boyunca yönlendirilir. Bunlar, kara deliğin kutuplarından güçlü iyonize plazma jetleri olarak fırlatılır ve milyonlarca ışıkyılı boyunca uzaya fırlar.

Ek olarak, kozmik rüzgarlar vardır: yüklü parçacık akışları malzeme tarafından çırpılmış daha sonra uzaya fırlayan kara deliğin yörüngesinde.

Yay A * şu anda sessiz olsa da, bu her zaman böyle olmamıştır. Yeterince dikkatli bakın ve Fermi baloncukları gibi geçmiş etkinliklerin kalıntılarını galaktik düzlemin etrafındaki boşlukta pusuda beklerken bulabilirsiniz. Bu kalıntıları inceleyerek, bu etkinliğin ne zaman ve nasıl gerçekleştiğini anlayabiliriz.

Fujita’nın Fermi baloncuklarına girişi, artık emekli olan bir şirketin verilerine dayanıyor. Suzaku NASA ve Japon Uzay Ajansı (JAXA) tarafından ortaklaşa işletilen X-ray uydusu. Baloncuklarla ilişkili X-ışını yapılarının Suzaku gözlemlerini aldı ve bunları kara delik besleme süreçlerine dayalı olarak yeniden üretmeye çalışmak için sayısal simülasyonlar gerçekleştirdi.

“X-ışını gazının yoğunluk, sıcaklık ve şok yaş profillerinin bir kombinasyonunun, enerji enjeksiyon mekanizmalarını ayırt etmek için kullanılabileceğini gösteriyoruz.” gazetesinde yazıyor.

“Sayısal simülasyonların sonuçlarını gözlemlerle karşılaştırarak, kabarcıkların galaktik merkezden gelen hızlı bir rüzgar tarafından yaratıldığını, çünkü güçlü bir ters şok oluşturduğunu ve gözlemlenen sıcaklık zirvesini orada yeniden ürettiğini belirtiyoruz.”

Bulduğu en olası senaryo, 10 milyon yıl boyunca ölçülen ve oldukça yakın zamanda sona eren geçmiş bir beslenme olayından saniyede 1.000 kilometre (621 mil) hızla esen bir kara delik rüzgarıdır. Rüzgar dışa doğru yayılırken, yüklü parçacıklar yıldızlararası ortamla çarpışarak balonun içine geri dönen bir şok dalgası üretir. Bu ters şok dalgaları, baloncukların içindeki malzemeyi ısıtarak parlamasına neden olur.

Fujita tarafından geliştirilen sayısal simülasyonlar, X-ışını yapısının sıcaklık profilini doğru bir şekilde yeniden üretti.

Ayrıca galaktik merkezden tek bir patlayıcı patlama olasılığını da araştırdı ve Fermi baloncuklarını yeniden oluşturamadı. Bu, galaktik merkezden gelen yavaş ve istikrarlı bir rüzgarın, gizemli yapıların büyük olasılıkla atası olduğunu gösteriyor. Ve rüzgarın gücü, kozmik rüzgarları üreten başka bir fenomen olan yıldız oluşumuna değil, sadece Yay burcuna * atfedilebilir.

“Böylece,” gazetesinde yazıyor“rüzgar, diğer galaksilerde sıklıkla gözlemlenen ve galaksilerin ve merkezi kara deliklerin büyümesini düzenlediği düşünülen aktif galaktik çekirdek çıkışlarıyla aynı olabilir.”

Makale şu dergide yayınlandı: Royal Astronomical Society’nin Aylık Bildirimleri.