Astronomlar erken evrende gözlemlenen şimdiye kadarki en büyük kara delik jetini bulmak için kıta büyüklüğünde radyo teleskop kullandı.
Astronomlar, evren henüz 1,2 milyar yaşından küçükken, yani mevcut yaşının yaklaşık %9’u kadar iken oluşmuş bir kara delik jeti keşfetti. Jet, 200.000 ışık yılı boyunca uzanıyor -Samanyolu’nun genişliğinin iki katı- ve bu da onu böylesine erken bir dönemde gözlemlenmiş en büyük kara delik jeti yapıyor.
On yılların gözlemleri galaksilerin merkezinde gizlenen kara deliklerin yakındaki gaz ve tozu dönen bir disk halinde biriktirdiğini ortaya çıkardı. Bu materyal içeri doğru düşerken sürtünme dolayısıyla muazzam miktarda enerji açığa çıkarıyor. Bu da kara deliklerin güçlü jetler gibi bazı materyallerini dışarı atmalarına sebep oluyor. Radyo teleskoplar bu gibi jetlerin daha büyükleri de olmak üzere binlercesini bulmuş olsa da hiçbiri uzak-erken evrende henüz tespit edilemedi.
Keşfe öncülük eden, Ulusal Bilim Vakfı’nın NOIRLab laboratuvarında doktora sonrası araştırma görevlisi olan Anniek Gloudemans Live Science’a, Bu keşif gösterdi ki bu jetler var ve biz onları tespit edebiliyoruz, dedi. “Bu keşif, astronomlara ilk kara delik jetinin ne zaman oluştuğunu anlamalarına yardımcı olmasının yanı sıra, jetlerin ev sahibi galaksilerinin erken dönem evrim süreçleri üzerindeki etkilerini de anlamalarına katkı sağladı.” diye de ekledi.
Görsel: Erken evrene püsküren devasa kara delik jetlerini gösteren bir sanatçı çizimi.
“Şaşkına döndük ama aynı zamanda şüpheliydik”
Aktif olarak beslenen bir kara delikten yeni keşfedilen jet patlamaları gözlemlendi. Bu kara delik, Güneş’in 450 milyon katı kütleye sahip ve Dünya’dan yaklaşık 10 ila 13 milyar ışık yılı uzaklıkta bir galaksinin merkezinde yer alan J1601 + 3102 adlı bir kuasardır.
Kuasar 2022 yılında Hollanda’da bulunan ve Düşük Frekans Dizisi’ne (LOFAR) ait olan bir radyo anten ağı tarafından keşfedildi. Aynı zamanda Gloudemans öncülüğünde yürütülen bu keşif ortaya çıkardı ki bu kuasar ev sahibi galaksisini tamamen gölgede bırakıyor. Öyle ki, LOFAR tarafından incelenen yaklaşık iki düzine benzeri arasında en parlak olanı olarak öne çıktı.
Bu durum Gloudemans’ın dikkatini çekti ve onu ve meslektaşlarını yeni gözlemler yapmaya itti. Bu kez, araştırmacılar LOFAR’ın Avrupa genelindeki 51 anteninin tamamını kullanarak kıta büyüklüğünde bir radyo teleskobu oluşturdular ve önceki gözlemlere kıyasla detay seviyesini 20 kat artırdılar. 6 Şubat’ta The Astrophysical Journal Letters’da yayımlanan yeni çalışmaya göre kara delik jetinin son fotoğrafı, boyutundan emin olmak için önemliydi.
Bu görüntü, öncelikle, kuasardan 29.358 ışık yılı uzaklıkta bulunan jetin kuzey lobunu ve tam 186.954 ışık yılına yayılan güneydeki bir bulutu ortaya çıkardı. Daha ayrıntılı incelemenin güneydeki bulutun gerçekten kuasarın olduğunu doğrulaması Gloudemans ve meslektaşlarının güney bulutunu karşı-jet olarak yorumlamalarına ve dolayısıyla onu erken evrende gözlemlenen en büyük jet olarak değerlendirmesine yol açtı.
“Şaşkına döndük ama aynı zamanda şüpheliydik, bu yüzden bu çalışmayı yayımlamadan önce tüm kanıtları topladığımızdan emin olduk” diye açıkladı Gloudemans, Live Science’a.
Görsel: Birkaç teleskop gözleminin birleştirilmesiyle elde edilen kara deliğin (kırmızı) ve jetlerinin (sarı) birleşik görüntüsü
Olağanüstü ışıltı
Yakın evrende yaygın da olsa böylesi büyük jetler erken evrende tespit edilememiştir. Bunun nedeni evren daha küçük ve daha yoğunken Büyük Patlama’dan kalan kozmik mikrodalga arka plan radyasyonun daha yoğun olmasıdır. Bu kalıntı radyasyon ile kara delik jetleri arasındaki etkileşimler, yeni keşfedilen jet gibi jetlerin radyo dalga boylarında zayıflamasına neden olur. Bu da teleskop gözlemlerinde onların sönük yayılımlarını tespit etmeyi zorlaştırır.
Gloudemans bir konuşmasında; bu nesne o kadar olağanüstü ki, ancak bu sayede çok uzakta olmasına rağmen onu Dünya’dan gözlemleyebiliyoruz, dedi. Jet’in olağanüstü özelliklerine rağmen Hawai’de bulunan Gemini Gözlemevi’nden gelen veriler bu akıştan sorumlu kara deliğin, erken evrendeki diğer kuasarlara kıyasla nispeten hafif olduğunu gösterdi ancak genellikle, bu tür kuasarlar Güneş’in kütlesinin milyarlarca katına sahiptirler.
“Bu bulgu en güçlü jetlerin illa muazzam derecede büyük çapta kara deliklerden ya da teorik limitlerine yakın düzeyde yoğun bir şekilde materyal biriktiren kara deliklerden oluşmadığını gösteriyor.” dedi Gloudemans, Live Science’a.
“Biz bu yeni keşfedilen jetin olağanüstü bir kara delik barındırmasını bekliyorduk fakat hiç de öyle olmadı.” dedi. “Gökbilimcilerin ne kadar yaygın olduklarını daha iyi anlayabilmeleri için evrenin erken dönemlerinde bu genişletilmiş jetlerden daha fazlasının keşfedilmesi gerekiyor.” dedi. “Ancak bu çalışma, en azından bir kara deliğin, bu dönemde böyle bir jet üretmek için olağanüstü bir kütleye sahip olmasına gerek olmadığını gösteriyor.” diye de ekledi Gloudemans.
Kara delik jetleri tarafından salınan yoğun enerji, yıldız oluşumu için mevcut olan materyal miktarını düzenleyen birkaç birbirine bağlı mekanizma yoluyla galaksilerin evrimini değiştirebilir. Dolayısıyla J1601+3102, erken evrendeki galaksileri nasıl etkilediğini incelemek için değerli bir kozmik laboratuvar olacak.
Gloudemans’a göre gelecekteki gözlemler erken evrende daha fazla geniş radyo jetini ortaya çıkaracaktır. “Bu uzayan radyo jetlerinden kesinlikle daha fazlası var.”
* * *
NOT: Doğrudan çevrilmiştir: https://www.livescience.com/space/black-holes/we-were-amazed-astronomers-discover-oldest-biggest-black-hole-jet-in-the-known-universe-and-there-may-be-more