1 milyardan fazla güneş kütlesine sahip bir kara delik galaksinin merkezinden "dışarı atıldı"!
Kara delik, tıpkı her şeyi yutabilen bir canavar gibi, evrendeki en gizemli ve güçlü nesnedir. Bununla birlikte, gökbilimciler, kara deliklerin diğer kuvvetlerin de egemen olduğunu yeni keşfettiler: uzaktaki bir süper kütleli kara delik, devasa yerçekimi dalgaları tarafından galaksinin merkezinden dışarı itiliyor.
Gökbilimciler daha önce birkaç benzer keşif yaptılar, ancak yalnızca kara deliğin kesin kanıt olmadan galaksinin merkezinden dışarı itildiğinden şüphelenildiğini düşünüyorlar. Bu sefer Hubble Uzay Teleskobu'nun (Hubble Uzay Teleskobu) sonuçları çok güçlü kanıtlar sağladı.
Galaksinin merkezinden "fırlatılan" bu kara delik, şimdiye kadar galaksinin merkezinden fırlatılan en büyük kara delik olan 1 milyardan fazla güneş kütlesine sahiptir.
Araştırmacılar, bu kara deliği galaksinin merkezinden çıkarmak için gereken enerjinin yaklaşık Eşittir Aynı anda 100 milyon süpernova tarafından salınan enerji . Bu devin, ev sahibi galaksinin merkezindeki iki dev kara deliğin birleşmesiyle oluşan kütleçekim dalgaları tarafından itildiğine inanıyorlar. Bu kadar büyük bir enerjinin en mantıklı açıklaması budur.
Einstein, uzayda iki büyük cisim çarpıştığında oluşan yerçekimi dalgalarını-dalgalarını tahmin eden ilk kişiydi. Bu dalgalanma, havuza büyük bir kaya atıldıktan sonra suyun oluşturduğu eş merkezli halkalara benzer. Geçen yıl, Lazer Girişimi Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO) gökbilimcilerin yerçekimi dalgalarının varlığını doğrulamasına yardımcı oldu. Bilim adamları, yıldız kütlesinin iki kara deliğinin birleşmesinden kütleçekim dalgalarının oluşumunu tespit ettiler. Bu iki kara deliğin kütleleri sırasıyla Güneş'in 29 ve 36 katıdır.
Hubble Uzay Teleskobu'nun bu tuhaf kara deliği bu kez gözlemlemesi araştırma ekibini şaşırttı. Takım lideri, Amerikan Uzay Teleskobu Bilim Merkezi (STScI) ve Baltimore, Maryland, ABD'deki Johns Hopkins Üniversitesi, "Bunu ilk gördüğümde, çok garip bir şeye şahit olduğumuzu düşünüyorum" Marco Chiaberge şunları söyledi: "Hubble Uzay Teleskobu, Chandra X-ışını Gözlemevi ve Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması'ndan gelen gözlem verilerini analiz ettiğimizde, tüm sonuçlar aynı şeyi gösterdi Durum. X ışınlarından ultraviyole ve yakın kızılötesine kadar topladığımız veri miktarı kesinlikle diğer aday kara delik verilerinden kesinlikle daha fazla. "
3C 186, Chandler X-ray Gözlemevi tarafından alınmıştır. Görüş alanının merkezindeki parlak nokta kaynağı bir kuasar'dır. Dairesel sembolle işaretlenen alan, galaksinin çekirdeğinin konumuna karşılık gelir. Görüntünün üst kısmı kuzey, sol kısmı doğudur.
Hubble Uzay Teleskobu görüntüleri, bu galaksinin çok özel olduğunu gösteren, görünür ve kızıl ötesine yakın bantlarda ilk kanıtları sağlamıştır. Bu görüntüler, galaktik çekirdekten uzakta bulunan parlak bir kuasarı - bir kara deliğin enerji işaretini - gösteriyor.
Kara delikler doğrudan gözlemlenemez, ancak kuasarların merkezindeki enerji kaynağıdırlar. . Yoğun, yoğun radyasyon kaynağı tüm galaksiden daha parlak olabilir. Bu 3C 186 numaralı kuasarın ana gökadası, Dünya'dan 8 milyar ışıkyılı uzaklıkta bir gökada kümesinde yer almaktadır. Bu araştırma ekibi, güçlü radyasyon şok dalgalarını birleştiren ve salıveren uzak bir galaksinin gözlemini yapmak için Hubble Uzay Teleskobu'nu kullandı. 3C 186'nın bulunduğu galaksinin garip özelliklerini o sırada keşfettiler.
Ziberg, "Çok sayıda birleştirilmiş galaksi görmeyi bekliyordum ve ayrıca kuasarların etrafında dağınık ev sahibi galaksiler görmeyi bekliyordum, ancak normal şekilli bir galaksinin galaktik çekirdeğinden çıkan bir kuasar görmeyi gerçekten düşünmedim," dedi Ziberg : " Kara delik galaksinin merkezinde yer almaktadır, bu nedenle merkezde olmayan bir kuasar görmek gariptir. . "
Ekip, ev sahibi galaksideki yıldız ışığı dağılımını bir bilgisayar modelindeki normal bir eliptik galaksininki ile karşılaştırarak kara delikten çekirdeğe olan mesafeyi hesapladı. Hesaplama sonuçları, karadeliğin galaksinin merkezinden 35.000 ışıkyılı uzaklıkta olduğunu gösteriyor ki bu, güneşten Samanyolu'nun merkezine olan mesafeden daha büyüktür.
Hubble Uzay Teleskobu ve Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması'ndan gelen spektral gözlemlere dayanarak, araştırmacılar kara deliğin kütlesini tahmin ettiler ve devin etrafında hapsolmuş gazın hızını ölçtüler. STScI'den ekip üyesi Justin Ely şunları söyledi: Beklenmedik bir şekilde, kara deliğin etrafındaki gazın galaksinin merkezinden saatte 4,7 milyon mil (yaklaşık 7,56 milyon kilometre) hızla uçtuğunu gördük. "Bu değer aynı zamanda kara deliğin hızıdır, çünkü gaz bu dev canavarın yerçekimi tarafından kilitlenmiştir.
Gökbilimciler, kara deliğin o kadar hızlı hareket ettiğini ve dünyadan aya hareketinin sadece 3 dakika sürdüğünü hesapladılar. Bu hız, karadeliğin bu galaksiden 20 milyon yıl içinde kaçıp sonra sonsuza dek evrende dolaşmasına yetecek kadar hızlıdır.
Hubble Uzay Teleskobu görüntüleri de kara deliğin yerini açıklamaya yardımcı olabilecek ilginç bir ipucu ortaya çıkardı. Ev sahibi galaksi, çarpışan iki galaksinin yerçekimi sürüklenmesiyle oluşan gelgit kuyruğu adı verilen soluk yay şeklinde bir özelliğe sahiptir. Bu kanıt, 3C 186 sistemi ile başka bir galaksi arasında bir birleşme olabileceğini göstermektedir. Her galaksinin merkezinde büyük bir kara delik vardır ve iki kara delik sonunda birleşecektir.
Galaxy 3C186
Bu ipucu ve teorik hesaplamalara dayanarak, araştırmacılar bu devin merkezden nasıl kovulduğunu açıklamak için bir model yaptılar. Teorilerine göre, iki galaksi birleşti ve kara delikleri yeni oluşan eliptik galaksinin merkezinde yer alıyor.
İki kara delik birbirinin etrafında döndüğünde, tıpkı bir çim fıskiyesi gibi su püskürten yerçekimi dalgalarını serbest bırakırlar. İki kara delik sürekli olarak yerçekimi enerjisi yaydığı için, yaklaşmaya devam edecekler. İki kara delik aynı kütle ve dönüş hızına sahip değilse, tek yönde daha güçlü yerçekimi dalgaları yayarlar. İki kara delik çarpıştığında, yerçekimi dalgaları oluşturmayı durdururlar. Bu yeni oluşturulan kara delik daha sonra en güçlü yerçekimi dalgasının ters yönünde geri tepecek ve bir roket gibi fırlayacaktır.
Bu resim grubu, yerçekimi dalgalarının kara delikleri galaksilerin merkezinden nasıl uzaklaştırdığını gösteriyor. . Şekil 1, her birinin ortasında bir kara delik bulunan iki galaksinin birleşmesini göstermektedir. Şekil 2, bu yeni birleştirilmiş gökadanın merkezinde, yerçekimi dalgaları oluşturan iki kara deliğin birbirinin etrafında döndüğünü gösteriyor. Bu iki büyük cisim yerçekimi enerjisini sürekli olarak yaydığından, Şekil 3'te gösterildiği gibi bir süre sonra birbirlerine daha yakındırlar. Bu iki kara delik aynı kütle ve dönme hızına sahip değilse, Şekil 3'te sol üstteki parlak alanda gösterildiği gibi, onların yaydığı yerçekimi dalgaları belirli bir yönde daha güçlü olacaktır. Şekil 4'te, iki kara delik nihayet birleşerek dev bir kara delik oluşturur. Birleşme sırasında açığa çıkan enerji, kara deliği en güçlü yerçekimi dalgasının tersi yönünde galaksinin merkezinden uzaklaştırır.
Araştırmacılar bu özel olayı yakalayabildikleri için şanslılar, çünkü her kara delik birleşme olayı dengesiz bir yerçekimi dalgası üretmeyecek ve kara deliği ters yönde itmeyecek. STScI ve Johns Hopkins Üniversitesi'nden ekip üyesi Colin Norman, "Bu asimetri, karadeliğin birleşmeden önceki dönme ekseninin kütlesi ve göreceli yönü gibi faktörlere bağlıdır," dedi: "Durum budur. Nesnenin bu kadar nadir olmasının nedeni. "
Bu araştırmacıların açıklamaları doğruysa, gözlemler kanıtlamak için güçlü kanıtlar sağlamalıdır. Süper kütleli kara delikler aslında birleşebilir . Gökbilimciler, yıldız niteliğindeki kara deliklerin çarpışacağına dair kanıtlara sahipler, ancak süper kütleli kara delikleri içeren süreç daha karmaşık, şimdiye kadar bu süreç tam olarak anlaşılmadı.
Ekip, kara deliğin ve gaz diskinin hızını daha doğru bir şekilde ölçmek için Hubble Uzay Teleskobunun yanı sıra Akatama Büyük Milimetre / Milimetre Altı Dizisi (ALMA) ve diğer ekipmanı tekrar kullanmayı umuyor. Nesnelerin doğasına daha derin bir bakış.
Şili'nin kuzeyindeki Akatama Çölü'nde bulunan büyük bir dizi
