Kara Deliklerin 'Kalp Atışı', Plazma Jetlerinin Gizemini Çözüyor

15 yıl boyunca gözlemlenen bir kara delikten gelen ışık, bu esrarengiz nesnelerin beslenme şekli hakkında daha fazla şey ortaya çıkardı.

İlk olarak, olay ufkunun dışında korona adı verilen bir yapı oluşur. Ardından, kutuplardan güçlü plazma jetleri fırlatılır ve bir boşlukta ışığınkine yakın hızlarda koronadan yıldızlararası uzaya malzeme atılır.

Bir 'kalp atışının' ritmik çarpmasına benzetilen bulgu, kara delik biliminde uzun süredir açık olan bir soruyu çözüyor.

Hollanda'daki Groningen Üniversitesi'nden astrofizikçi Mariano Méndez, "Kulağa mantıklı geliyor, ancak korona ve jetin aynı şey olup olmadığı konusunda yirmi yıldır bir tartışma var" diye açıklıyor. "Artık birbiri ardına ortaya çıktıklarını ve jetin koronadan çıktığını görüyoruz."

Söz konusu kara delik, Güneş'ten yaklaşık 36.000 ışık yılı uzaklıkta bulunan GRS 1915+105'in bir parçasını oluşturuyor. Buna mikrokuasar diyoruz.

İki nesne birbirine çok yakın olduğu için, kara delik yıldızdan malzemeyi çıkarır; bu malzeme kara deliğin etrafında yavaş yavaş içine giren bir disk oluşturur.

Bu, Güneş'in kütlesinin milyonlarca ila milyarlarca katı aktif bir süper kütleli kara delik içeren galaktik çekirdekler olan kuasarlarda daha büyük ölçekte gördüğümüzle aynı.

Kara delik GRS 1915+105, Güneş'in kütlesinin sadece 12 katıdır, dolayısıyla mikrokuasar; buna rağmen, Samanyolu'nda bilinen en büyük yıldız kütleli karadeliklerden biridir.

Bu süreç, diskin ısınmasından ve kara deliğin etrafındaki karmaşık ortamdan çok fazla ışık üretir. Işık üreten bir yapı, toplanma diskinin iç kenarı ile olay ufku arasındaki koronadır.

Bu, kara deliğin manyetik alanından güç aldığı düşünülen kavurucu derecede sıcak elektronların bir bölgesidir ve elektronları X-ışını dalga boylarında parlayacakları kadar yüksek enerjilere hızlandırmak için bir senkrotron gibi hareket eder.

Jetlerin, karadeliğin olay ufkunun dışında, kutup bölgelerine doğru manyetik alan çizgileri boyunca hızlandırılan ve radyo dalga boylarında ışık yayan, hızla uzaya fırlatılan malzemelerden oluştuğu düşünülüyor.

Zaten bilim insanlarının düşündüğü de bu. Kara deliklerin etrafındaki boşluk o kadar aşırı ki, meydana gelen süreçleri ele almak zor.

Méndez ve meslektaşları, jetlerin nasıl hızlandırıldığı ve fırlatıldığı hakkında daha fazla bilgi edinmek istedi. 1996 ve 2012 yılları arasında toplanan mikrokuasar hakkında X-ışını ve radyo verilerini topladılar ve ipuçları için dikkatlice incelediler.

Nihai örnekleri, GRS 1915+105'in 410 eşzamanlı X-ışını ve radyo gözleminden oluşuyordu.

Bu, mikrokuasar sistemine güç veren enerjinin, X-ışını koronasına veya göreceli jete yönlendirilebileceğini düşündürmektedir. Sistemden gelen ışıktaki dalgalanma modellerini inceleyen araştırmacılar, en azından GRS 1915+105'te koronanın jete dönüştüğü sonucuna vardılar.

Méndez, "Bu sıralı doğayı göstermek oldukça zordu" dedi. "Yılların verilerini saniyelerle ve çok yüksek enerjilerin verilerini çok düşük olanlarla karşılaştırmamız gerekiyordu."

Ekibin bir sonraki adımı, gözlemlerinin ortaya çıkardığı bazı tuhaflıkları açıklamaya çalışmak olacaktır. X-ışını koronasının, yalnızca sıcaklıkla açıklanabilecek olandan daha parlak olduğunu buldular. Bu, başka bir şeyin oyunda olabileceği anlamına gelir. Ekip, manyetik alanın sorumlu olabileceğini düşünüyor.

Kara deliğin ve yığılma diskinin farklı dönüşü, manyetik alanların karışık ve kaotik hale gelmesine neden olabilir. Ve bu süreç de kara delik kütlesi ile ölçeklenmeli, bu da büyük kuasarların nasıl davrandığını anlamamıza yardımcı olabilir.

Araştırmacılar, "Prensipte, enerjinin jete ve koronaya aynı şekilde yönlendirilmesi, süper kütleli kara deliklerde gerçekleşmeli ve bu nedenle kara delik aktivitesinin temel düzlemindeki tüm kara delik kütleleri aralığına uygulanmalıdır." diye yazıyorlar.

Araştırma Nature Astronomy'de yayınlandı.