NASA'nın Chandra Uzay Aracı, Süper Kütleli Kara Deliklerin Bıraktığı Yonca Şeklindeki Boşlukları Gözetliyor

3,9 milyar ışık yılı uzaklıktaki RBS 797 adlı bir galaksi kümesi, olağandışı karanlık noktalar içeriyor.

Yeni bir araştırmaya göre, büyük karanlık noktalar, bir gökada kümesinin ortasında dört yapraklı bir yonca şeklini oluşturuyor. Bu durum, bilim insanlarının aynı yerde kara delikler tarafından oluşturulan bu tür iki karanlık nokta kümesini gözlemlediği ilk kozmik olay.

Karanlık noktalar, galaksilerin merkezindeki süper kütleli karadeliklerden gelen emisyonlar dev "lob" şeklinde çiftler ürettiğinde oluşur. Bu yapılar radyo tayfında görünür ancak X ışını tayfında karanlık boşluklardır. Araştırmacılar ilk kez aynı noktada dört lobdan oluşan bir set buldular.

Aynı alanda birden fazla lob kümesi duyulmamış bir şey değildir, ancak bunlar genellikle farklı boyutlardadır ve bu yonca şeklinden daha farklılardır. Galaksi kümelerini incelemek için X-ışınlarını kullanan İtalya'daki Bologna Üniversitesi'nde astrofizik alanında doktora öğrencisi olan Francesco Ubertosi, “Sistemimizin özelliği, dört lobun hepsinin merkezden aynı uzaklıkta olmasıdır” diyor. Ubertosi, The Astrophysical Journal Letters'da yayınlanan bu yeni araştırmaya öncülük etti.

Bu lobların tümü aynı boyutta ve merkezi bir eksen etrafında yer alıyor gibi görünüyor. Bu, iki lob çiftinin aynı zamanda oluştuğunun kanıtıdır.

RBS 797 olarak adlandırılan söz konusu gökada kümesi, Dünya'dan 3,9 milyar ışık yılı uzaklıktadır ve üzerine oldukça fazla çalışılmıştır. Araştırmacılar uzun zamandır orada radyo loblarının var olduğunu biliyorlardı. Özellikle, Ubertosi'nin çalışması, bölgeyle ilgili 2013 yılında yapılan ve X-ışını boşluklarının loblarla (Chandra X-ışını Gözlemevi için karanlık olan yerler) örtüştüğünü bulan bir araştırmayı temel alıyor. Ubertosi, bunun, oradaki bir kara deliğin çevredeki maddeyi bölgeden "kazdığı" fikrini desteklediğini söylüyor.

Ubertosi ve ekibinin yanıtlamaya çalıştığı ana soru şuydu: X-ışını verilerinde fazladan radyo loblarının şekillerine uygun boşluklar bulabilirler mi? Ubertosi, "Sanki tek bir hikayemiz varmış gibi ama bunu anlatmanın iki farklı yolu var" diyor. Yani radyo ve röntgendeki görüşlerin eşleşmesi gerekiyor.

Süper kütleli bir kara delik, genellikle göreceli jetler olarak adlandırılan iki yüksek hızlı parçacıkları yukarıdan ve alttan fırlatır. Ubertosi, bir jet belirli bir mesafeye ulaştıktan sonra genişler ve "etrafındaki X-ışınlarında gördüğümüz gazı uzaklaştırır" diyor. Jet, çevreleyen maddede bir yol çiziyor ve "X-ışınlarında kabarcık benzeri çöküntüler yaratıyor" diyor.

Süper kütleli karadelikleri ve onları çevreleyen maddelerin evrimini inceleyen ve bu çalışmaya dahil olmayan MIT'de astrofizikçi olan Michael McDonald, X-ışını boşluklarının su altında baloncuklar üfleyen bir kişiye benzetilebileceğini söylüyor. “Sudaki kabarcıkları görebilirdiniz… veya havayı bir şekilde tespit edebilirsiniz” diyor. Sudaki boşlukları görmek, X-ışını boşluklarındaki boşlukları tespit etmek gibidir ve kabarcıklardaki gazları ölçmek, radyo dalgalarını tespit etmek gibidir.

2019'da Ubertosi'nin süpervizörüne, nesneyi daha ayrıntılı olarak kontrol etmesi için Chandra uzay teleskobunu kullanma izni verildi. Sonuçları aldıklarında, Chandra'nın X-ışını okumalarında dört radyo lobuyla eşleşen dört boşluk gördüler.

Dahası, iki lob kümesi arasındaki yaş farkını ölçmeye çalıştılar ve aralarında 10 milyon yıldan az bir fark olduğunu buldular, ki bu galaktik bir zaman ölçeğinde çok küçük bir fark.

Aralarındaki küçük yaş farkı, 2013 araştırmasının yazarları tarafından radyo spektrumunda ek lob kümesi bulduklarında ortaya konan iki olası açıklamayı desteklemektedir. Birinci açıklama: Birbirine yakın yörüngede dönen iki süper kütleli karadeliğin aynı anda aktif hale gelmesi ve bu loblara neden olması. Ve ikinci açıklama: Tek bir kara delik, muhtemelen başka bir kara delikle birleştiğinde ve jetlerini yeni bir yöne püskürterek döndüğünde ekseninden fırladı.

McDonald, her iki fikrin de teori açısından geçerli olduğunu söylüyor, ancak çift kara delik fikrini "daha çekici" buluyor, çünkü bu, yerçekimi dalgalarına ek olarak kara delik birleşmelerini incelemenin başka bir yolunu temsil edebilir.

Takımın sonuçları ikna edici, ancak iki veya üç kat daha iyi bir görüntü onları kesin kılacaktır, diyor McDonald. Çalışma, "milyar dolarlık yeni bir X-ışını teleskopu piyasaya sürmeden yapabileceğimizin en iyisi" diyor.

Araştırmacılar galaksi kümesi RBS 797'yi araştırmaya devam edecekler. Ubertosi bir sonraki projesinde, dört yapraklı yoncanın iki karadelik tarafından mı yoksa bir tane tarafından mı yapıldığı konusundaki tartışmayı çözmeyi umuyor.