Bir Kuasarın İçindeki Süper Kütleli Kara Delikler

Kuasarlar, evrenin en uzak köşelerinde yüksek bir enerjiyle parlayan galaksilere verilen addır. Evrenin genç ve çalkantılı dönemindeyken oluştukları bilinmektedir. 9 milyar ışık yılı uzaklıktaki bir kuasarın düzenli bir şekilde parlaması ve kararması, birleşme yolunda iki süper kütleli kara deliğin varlığı ile en kolay şekilde açıklanabilir. Eğer öyleyse, yörüngeleri, yaklaşık 10.000 yıl içinde birleşmelerine yol açacak bir hızda düşüyor, bu da epik oranlarda bir yer çekimi dalgası üretecek bir olaydır.

Çoğu galaksinin merkezinde, Güneş'in kütlesinin yüz milyonlarca, hatta milyarlarca katı büyüklüğünde süper kütleli kara delikler bulunur. Galaksiler birleştiğinde, bu devasa kütleler birbirine doğru düşer ve iki nesne çarpışana kadar enerji kaybederek yavaş yavaş daralan bir yörüngeye döner.

En azından teori bu şekilde. Bunu pratikte görmek farklı bir konu. The Astrophysical Journal Letters'daki bir makale, şimdiye kadar tanımlanmış en yakın çifti bulduğunu ve bu tür dev kütlelerin yalnızca ikinci kez Güneş'ten en yakın yıldıza olan mesafeden daha yakın bulunduğunu iddia ediyor.

PKS 2131-021, yaklaşık 50 yıldır gök bilimcilerin ilgisini çeken bir kuasardır. Diğer kuasarlar gibi, ışık hızının yüzde 99'undan fazla bir hızla bir madde jeti püskürtüyor, ancak diğerlerinin aksine jet doğrudan Dünya'ya doğru gidiyor ve onu bir blazar yapıyor.

PKS 2131-021'in jet parlaklığı, Caltech'in Owens Valley Radyo Gözlemevi radyo teleskobu ile toplanan verilerde mükemmele yakın bir sinüzoidal eğri gösterir. "Bu, zaman içinde sürekli olarak izleyebileceğimiz bir model olduğu anlamına geliyor." dedi Caltech'ten Profesör Tony Readhead yaptığı açıklamada.

https://www.youtube.com/watch?v=B_q9tYjvgiY

Readhead ve meslektaşları, diğer teleskoplardan alınan eski kayıtlara baktılar. 1981 ve 2005 verileri eşleşen bir model gösterdi, ancak aradaki gözlemler göstermedi. Ardından, bir pandemi projesi olarak blazerleri araştıran kimya uzmanı Sandra O'Neill, Haystack Gözlemevi ile yapılan PKS 2131-021'in daha eski arşiv kayıtlarının var olduğunu öğrendi.

O'Neill, "Son zamanlarda tespit edilen ışık eğrisinin tepe ve çukurlarının 1975 ve 1983 yılları arasında gözlemlenen tepe ve çukurlarla eşleştiğini fark ettiğimizde, çok özel bir şeyin olduğunu biliyorduk." dedi.

Modelleme, eğrinin her iki yılda bir daha da ağır bir karadeliğin yörüngesinde dönen devasa bir kara delikle açıklanabileceğini gösterdi, ancak göreceli etkiler zaman çizelgelerini uzatıyor ve bu nedenle döngü bizim bakış açımızdan 4.7 yıl sürüyor. Makale, daha basit açıklamaların var olduğunu kabul ediyor, ancak yazarlar, Occam'ın Razor'u tarafından daha az olası olduğunu düşünüyorlar.

Çiftin devasa kütleleri, Güneş'in etrafında benzer bir mesafede dönen bir gezegenden çok daha hızlı birbirlerini çevreledikleri anlamına gelir. O'Neill ve ortak yazarlar, bunların 2.000'den fazla astronomik birimle - Dünya-Güneş mesafesinin 2.000 katı veya Plüton'un yörüngesinin elli katı - belki de bunun onda biri ile ayrıldığını tahmin ediyor.

Kara deliklerden biri o kadar hızlı madde yayıyor ki, onu dokuz milyar ışıkyılı öteden görebiliyoruz. Diğerini sadece parlak olan üzerindeki yer çekimi etkisinden biliyoruz.

 

Uzaktan yakın olduğu düşünülen önceki tek süper kütleli kara delik çifti OJ 287'de bulunuyor, ancak bunun bileşenleri bile 10-100 kat daha uzakta. Sonuç olarak, PKS 2131-021, yavaş yörünge bozulmasının birleşmeye yol açtığı sürecin çok daha ilginç bir aşamasına tanık olmamızı sağlıyor. Belki de bu yakınlıktan dolayı, PKS 2131-021 için ışık eğrisi OJ 287'den çok daha düzenlidir. Diğer “yakın” örneklerde binlerce kat daha geniş ayrımlar vardır.

Kara deliklerin birleştirilmesiyle üretilen bir yerçekimi dalgasının ilk tespitinden bu yana, bilim adamları bu tür olayların oldukça yaygın olduğunu doğruladılar. Ancak bunlar, Güneş'in 20 katı veya daha fazla kütleye sahip süpernova kalıntıları olan yıldız kara deliklerdir. Galaksilerin merkezlerindeki kara delikler, Güneş'in büyük bir asteroit için olduğu gibi, yıldız kara delikleridir. Ayrıca çok daha nadirdirler, birleşmeleri için de geçerli olması gereken bir şey.

10.000 yıl kadar sonra, yazarlar PKS 2131-021'in birleşeceğini tahmin ettiğinde, üretilen yer çekimi dalgası muazzam olacaktır. Bununla birlikte, mevcut mesafelerinde bile, çiftin etkileşimi, ürettikleri yer çekimi dalgasının, pulsarların zamanlamasını algılanabilir bir şekilde değiştirme şansı olduğu ölçüde uzay-zamanı büküyor olmalıdır.

 

Kaynak:

https://www.iflscience.com/space/supermassive-black-holes-dance-together-inside-a-quasar/