Süperkütleli bir kara delikten püskürmeye başlayan plazmanın galaksideki yıldız oluşumunu engellediği keşfedildi
Şili’nin Atacama Çölü’ndeki ALMA radyo teleskopunu kullanan Japon astronomlar, Evren’in uzak bir köşesinde nadir bir süreci saptamayı başardı. Süperkütleli kara delik bir yandan etrafındaki maddeleri silip süpürürken diğer yandan plazma püskürterek merkezinde yer aldığı galaksinin etrafındaki gaz bulutlarını dağıtarak yıldız oluşumunu engelliyor.

Araştırılan galaksinin 11 milyar ışık yılı uzakta bulunması keşfi daha da etkileyici hale geliyor. Yaklaşık 13,8 milyar yaşındaki gezegenimiz için bu uzaklık Evren’in ilk 3 milyar yılı içerisindeki bir galaksiye baktığımız anlamını taşıyor. Araştırmacılar erken evrede yakaladıkları bu olayın Evren’in geçmişine ışık tutacağını düşünüyor.

Science Alert’in haberine göre, astronomlar MG J0414+0534 isimli galaksiyi yerçekimsel merceklenme ismi verilen bir özellikten faydalanarak görüntüleyebildi. Bu Dünya’yla gözlemlenen galaksi arasında bulunan başka bir galaksi gibi yüksek kütleli bir bölgenin kaynaktan dağılarak gelen ışığı bükerek bir mercek gibi Dünya’ya odakladığı anlamına geliyor.
Tokyo Üniversitesi’nden astronom Takeo Minezaki şöyle açıklıyor:

Bu bükülme uzak nesnelerin detaylı görüntülerini mümkün kılan ‘doğal bir teleskop’ işlevi görüyor.

Araştırmacılar bu ikinci ‘teleskopu’ da kullanarak galaksinin 4 görüntüsünü oluşturmayı başardı. Araştırmacılara göre, bu görüntüler evrenin erken aşamalarının ve bu süreçte kara deliklerin etkisini kavramak için önemli bir ilk adım oldu.

Science Alert’ün haberine göre süperkütleli kara delikler ışığın bile kaçmayı başaramadığı olay ufku ismi verilen sınırlara sahip ve bu sınırın arkasından hiçbir bilgi ulaşamadığından kara delikler görülemiyor ve neler olup bittiği sadece tahmin edilebiliyor.

Ancak Evren’deki en güçlü yerçekimine sahip kara delikler, her fiziksel olayın uç noktalarda gerçekleştiği karmaşık bir yapıya sahip. En uç örneklerinden biri de kuasar ismi verilen ve merkezinde süperkütleli bir kara delik yer alan etkin galaksi çekirdekleri bulunur.
Galaksi yaşamının erken dönemlerinde gözlemlenen bu şiddetli evrede, galaksinin merkezi kara deliği etrafındaki bol miktarda maddeyle muhteşem bir görsel ziyafeti sunar. Lavabodan boşalan suyun oluşturduğu girdaplar gibi kara deliklere akan gaz bulutları da toplanma diski denilen bir yapı oluşturuyor.

Devasal ölçekteki bu girdaplarda hızı artan ve sıkışan maddeler bir yandan sürtünmeyle sıcaklığı yükseltirken aynı zamanda farklı dalga boylarındaki ışığı güçlü biçimde üretebiliyor. Bu durum kuasarları Evren’deki en parlak nesneler haline getiriyor. 

Dahası, yüksek sıcaklıkla iyonlaşan gazların bir kısmı toplanma diskine dik şekilde kara deliğin kutuplarından ışık hızına yakın hızlarla fışkırıyor ve tıpkı jet motorlarını havayı sıkıştırıp ısıtarak püskürtmesi gibi fışkırtılan bu iyonlara da jet ismi veriliyor. Bu madde kara deliğin içinden değil, toplanma diskinin en iç kısmından geliyor.

Hakemli bilim dergisi The Astrophysical Journal Letters’de yayımlanan yeni makalede astronomlar, incelenen kara delikten püsküren bu jetlerin içinde bulunduğu galaksi boyunca etkili olarak normalde kendi içine çökerek yıldız oluşturacak gaz ve toz bulutu kümelenmelerini dağıttığını gösterdi.

Bilim insanları, toplanan bulutların dağıtarak yıldız oluşumunun bastırmasına “söndürme” ismini veriyor ve en eski galaksilerin pek çoğu söndürülmüş durumda ancak bunun nasıl gerçekleştiği henüz tam olarak çözülebilmiş değil. Kuasarların etraflarındaki maddeyi hızla döndürmesiyle oluşan kuasar rüzgarlarının söndürmede etkili olduğu düşünülen mekanizmalardan biri.

Yeni araştırma, kara deliğin kutuplarından püsküren jetlerin de bu söndürmeye katkı sağlayabileceğini gösteriyor.

Astronomların incelediği süperkütleli kara delik (MG J0414+0534) iki kutbundan da galaksisine jetler fışkırtıyor. Araştırmacılar galaksinin yerçekimiyle odaklanmış 4 görüntüsünü bir araya getirerek ve galaksiyle aramızda merceklemeyi yapan kütleçekiminin etkilerini çıkararak bu jetlerin görsellerini açığa çıkarmayı başardı.

Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi’nden (NAOJ) astronom Kouichiro Nakanishi şıunları söyledi:

Bu kozmik teleskop ve ALMA’nın yüksek çözünürlüklü gözlemlerini bir araya getirerek, insan gözünden 9 bin kat daha iyi sıra dışı keskin bir görüş elde ettik. Bu son derece yüksek çözünürlükle, süperkütleli  kara delikten fışkıran jetlerin etrafındaki gaz bulutlarının dağılımına ve hareketine erişebildik.

Kara delikten fırlayan jetlerin, yıldızlararası ortamdaki gaza çarpması ısı ortaya çıkarıyor. Araştırmacılar bu sıcaklık haritasından yararlanarak gaz bulutlarının saniyede 600 kilometreye kadar hız kazanabildiğini hesapladı.

Dahası araştırmacılara göre, hem gaz bulutlarının hem de kara delikten çıkan jetlerin bu tür bir galaksi için görece küçük olması jet oluşumunun çok erken aşamalarını gözlemlediğimize işaret ediyor. Bu galaksilerin nasıl söndürülmüş hale geldiğini anlamak açısından çok önemli olabilir.

Japanyo’daki Kindai Üniversitesi’nden araştırmacı Kaiki Inoue şunları ifade etti:

MG J0414+0534 jetlerinin gençliği nedeniyle mükemmel bir örnek. Jetlerin çok erken evrimsel aşamalarında bile, jetlerle gaz bulutları arasındaki kayda değer etkileşimi gösteren kanıtlara ulaştık. Keşfimizin erken Evren’deki galaksilerin evrimleşme sürecini daha iyi kavramanın yolunu açacağını düşünüyorum.