NASA's Chandra muazzam bir büyüme ile kara delik buluyor

Bir gökbilimciler ekibine göre, bir kara delik, şimdiye kadar kaydedilen en hızlı oranlardan birinde büyüyor. NASA'nın Chandra X-Ray Gözlemevi'nden gelen bu keşif, bazı kara deliklerin büyük patlamadan sonra nispeten hızlı bir şekilde muazzam kitlelere ulaşabileceğini açıklamaya yardımcı olabilir.

Kara delik güneşin kütlesinin yaklaşık bir milyar katı ağırlığındadır ve Dünya'dan yaklaşık 12.8 milyar ışık yılı bulunur, yani gökbilimcilerin evren başladıktan sadece 920 milyon yıl sonra gördükleri anlamına gelir. Evrenin ilk milyar yıllarında görülen diğer kara deliklerden daha fazla röntgen üretiyor.

Kara delik, bilim adamlarının bir kuasar dediği şeye güç veriyor, bu da tüm galaksileri gölgede bırakan son derece parlak bir nesne. Bu parlayan canavarın güç kaynağı, etrafta dolaşan ve kara deliğe giren büyük miktarda madde.

Aynı ekip iki yıl önce keşfederken, 2023'te Chandra'dan bu quasar'ı neyin belirlediğini keşfetmek J0320-35'i birbirinden ayırdı. X-ışını verileri, bu kara deliğin bu nesneler için normal sınırı aşan bir oranda büyüdüğünü ortaya koymaktadır.

Astrofizik Merkezi'nden Luca Ighina, “Bu kara deliğin sıçrama ve sınırlarla büyüdüğünü görmek biraz şok oldu” dedi. Çalışmaya liderlik eden Massachusetts, Cambridge'de Harvard & Smithsonian.

Madde bir kara deliğe doğru çekildiğinde ısıtılır ve X-ışınları ve optik ışık da dahil olmak üzere geniş bir spektrum üzerinde yoğun bir radyasyon üretir. Bu radyasyon, içten gelen malzeme üzerinde baskı oluşturur. Şaşkın madde hızı kritik bir değere ulaştığında, radyasyon basıncı kara deliğin yerçekimini dengeler ve madde normalde daha hızlı bir şekilde içeri giremez. Bu maksimum, Eddington sınırı olarak adlandırılır.

Bilim adamları, Eddington sınırından daha yavaş büyüyen kara deliklerin yaklaşık 10.000 güneş veya daha fazla kitlelerle doğması gerektiğini düşünüyor, böylece J0320-35 RAC'lerde gözlemlendiği gibi, büyük patlamadan bir milyar yıl içinde bir milyar güneş kitlesine ulaşabiliyorlar. Bu kadar yüksek doğum kütlesine sahip bir kara delik doğrudan egzotik bir işlemden kaynaklanabilir: helyumdan daha ağır miktarda element içeren büyük bir yoğun gaz bulutunun çökmesi, son derece nadir olabilecek koşullar.

J0320-35 RAC'ler gerçekten Eddington sınırının 2,4 katı olarak tahmin edilen yüksek bir oranda büyüyorsa ve bunu sürekli bir süre için yapmışsa, kara deliği, büyük bir yıldızın patlamasından kaynaklanan yüz güneşten daha az bir kütle ile daha geleneksel bir şekilde başlamış olabilir.

İtalya'daki Inaf-Osservatorio Astronomico di Brera'nın ortak yazarı Alberto Moretti, “Kara deliğin kütlesini bilerek ve ne kadar hızlı büyüdüğünü söyleyerek, doğumda ne kadar büyük olabileceğini tahmin etmek için geriye doğru çalışabiliyoruz” dedi. “Bu hesaplama ile şimdi kara deliklerin nasıl doğduğuna dair farklı fikirleri test edebiliriz.”

Bu kara deliğin ne kadar hızlı büyüdüğünü (yılda 300 ila 3.000 güneş arasında) anlamak için, araştırmacılar teorik modelleri farklı enerjilerdeki röntgen miktarlarını veren Chandra'dan röntgen imzası veya spektrum ile karşılaştırdı. Chandra spektrumunun Eddington sınırından daha hızlı büyüyen bir kara deliğin modellerinden bekledikleri ile yakından eşleştiğini buldular. Optik ve kızılötesi ışıktan elde edilen veriler, bu kara deliğin ağırlık üzerinde Eddington sınırından daha hızlı paketlendiği yorumu da desteklemektedir.

"Evren ilk nesil kara delikleri nasıl yarattı?" Astrofizik Merkezi'nden Connor'dan ortak yazar Thomas dedi. “Bu, astrofizikteki en büyük sorulardan biri olmaya devam ediyor ve bu nesne cevabı kovalamamıza yardımcı oluyor.”

Bu sonuçla ele alınan bir başka bilimsel gizem, J0320-35 RAC'lerde görüldüğü gibi, bazı kara deliklerden ışık hızına yakın hareket eden parçacıkların jetlerinin nedeni ile ilgilidir. Bunun gibi jetler kuasarlar için nadirdir, bu da kara deliğin hızlı büyüme oranının bir şekilde bu jetlerin yaratılmasına katkıda bulunduğu anlamına gelebilir.

Quasar, daha önce Avustralya kare kilometre dizisi yol bulucu kullanılarak bir radyo teleskop araştırmasının bir parçası olarak keşfedilmişti, karanlık enerji kamerasından optik verilerle birleştirildi, Victor M. Blanco 4 metrelik teleskopa, Şili'deki Cerro Tololo 4 metrelik teleskopa monte edilmiş bir alet. ABD Ulusal Bilim Vakfı Ulusal Optik-Kılavuzlu Astronomi Araştırma Laboratuvarı'nın Cerro Pachon'daki İkizler Gemisi Teleskobu, RAC'lerin J0320-35'in doğru mesafesini elde etmek için kullanıldı.

Bu sonuçları açıklayan bir makale, Astrofizik Dergisi'nde yayınlanmak üzere kabul edildi ve Burada mevcut.

NASA'nın Huntsville, Alabama'daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi'nin Chandra X-Ray Center, Cambridge'den bilim operasyonlarını ve Burlington, Massachusetts'ten uçuş operasyonlarını kontrol ediyor.

Chandra X-Ray Gözlemevi ve Misyonu hakkında daha fazla bilgi edinin:

https://www.nasa.gov/chandra

https://chandra.si.edu

Bu sürümde, bir sanatçının illüstrasyonu ve NASA'nın Chandra X-ışını gözlemevinden bir röntgen görüntüsü olarak sunulan Dünya'dan 12.8 milyar ışık yılı bulunan bir kuasar bulunuyor.

Sanatçının resminde, Quasar, Racs J0320-35, görüntünün sol tarafını doldurarak sol üstimizde oturuyor. Turuncu, kırmızı ve sarı çizgilerin spiral, hareket bulanık bir diskine benziyor. Parlayan, kıvılcım, parlak sarı bir ışıkla çevrili diskin merkezinde siyah yumurta şeklidir. Bu bir kara delik, şimdiye kadar tespit edilen en hızlı büyüyen kara deliklerden biri. Kara delik ayrıca sağ üstümüzdeki küçük bir Chandra X-ışını görüntüsünde gösterilmiştir. Bu tasvirde, kara delik, neon morun dış halkasına sahip beyaz bir nokta olarak görünür.

Sanatçının illüstrasyonu ayrıca Quasar'ın ortasındaki kara delikten uzaklaşan bir parçacık jetini vurgular. Streeed Gümüş Işı, sol üstimizin yakınındaki uzak Quasar'ın çekirdeğinde başlar ve sağ altımıza doğru ateş eder. Enerjik partiküllerin bulanık ışını, yaklaştıkça ve görüntüden çıktıkça genişliyor gibi görünüyor.

Megan Watzke
Chandra X-ışını Merkezi
Cambridge, Mass.
617-496-7998
[email protected]

Corinne Beckinger
Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Huntsville, Alabama
256-544-0034
[email protected]