Dev Karadeliğin Etrafındaki Tozlu Sürpriz

ESO’nun Çok Büyük Teleskop Girişimölçeri aktif bir galaksinin merkezindeki devasa karadeliğin etrafındaki tozun şimdiye kadar yapılan en detaylı gözlemelerini toplamıştır. Beklendiği şekliyle karadeliğin etrafında çörek (“doughnut”) şekilli bir torus (kabartı) içersinde parlayan tozun tamamından çok astronomlar tozun, torusun yukarı ve aşağısında konumlandıklarını bulmuşlardır.

Bu gözlemler tozun serin bir rüzgar şeklinde karadelikten öteye itildiğini ortaya koymuştur. Bu şaşırtıcı bulgu var olan teorileri zorlamakta ve süper kütleli karadeliklerin nasıl evrimleştikleri ve etraflarıyla nasıl etkileştiklerini anlatmaktadır. Son 20 yılda astronomlar, neredeyse tüm galaksilerin merkezinde devasa karadelikler bulmuşlardır. Bu karadeliklerin bazıları civarlarındaki maddeyi çekip büyüyerek, bu esnada Evrendeki en yüksek enerjili cisimleri üretirler: aktif galaktik çekirdekler (AGN; active galactic nuclei).

Bu parlak güç istasyonlarının merkezi bölgeleri civar uzaydan sürüklenen çörek şekilli kozmik toz [1] ile çevrelenirler, bu durum lavabo giderinin civarındaki suyun oluşturduğu küçük girdaba benzetilebilir. AGNlerden gelen güçlü kırmızı-ötesi ışınımın büyük kısmının bu toz halkalarından kaynaklandığı düşünülmektedir.



Şili’de bulunan ESO’nun Paranal Gözlemevi’ndeki Çok Büyük Teleskop Girişiölçeri’nin [2] gücünü kullanarak yapılan NGC 3783 olarak bilinen yakın aktif galaksinin yeni gözlemleri astronomlardan oluşan ekibi şaşırtmıştır. Her ne kadar sıcaklığı 700 – 1000 derece Celsius olan sıcak toz beklendiği gibi bir torusun içerisinde olsa da bu ana torusun üstünde ve altında büyük miktarda serin toz bulmuşlardır [3].

Yeni sonuçların sunulduğu makalenin baş yazarı olarak Sebastian Hönig (Kaliforniya Santa Barbara Üniversitesi, ABD ve Christian-Albrechts Üniversitesi, Kiel, Almanya) şöyle açıklamıştır: “Bu bir AGN etrafındaki serin, oda sıcaklığındaki tozun detaylı orta kırmızı-ötesi gözlemleriyle çok sıcak gazın benzer gözlemlerini ilk kez birleştirilebildiği çalışmadır. Bu, aynı zamanda bir AGN ile ilgili yapılan en geniş kırmızı-ötesi girişimölçer gözlemlerini temsil etmektedir.” Yeni keşfedilen toz karadeliğin dışına doğru soğuk bir rüzgar akıntısı oluşturur. Bu rüzgar, karadelik ve çevresi arasındaki karmaşık ilişkide önemli bir role sahip olmalıdır. Karadelik doymak bilmeyen iştahını civardaki maddelerden besler ancak şiddetli ışınımdan dolayı bu maddeleri üflüyor gibi görünür. Öte yandan bu iki sürecin birlikte nasıl çalıştıkları net değildir ve süper kütleli karadeliklerin büyümesine ve galaksiler ile evrimleşmesine izin verir. Tozlu rüzgarın varlığı bu resme yeni bir parça eklemiştir.

NGC 3783’ün merkezi bölgelerini incelemek amacıyla astronomlar ESO’nun Çok Büyük Teleskop’unun Birim Teleskoplar’ının ortak gücünü kullanma gereğini duymuşlardır. Bu birimlerin birlikte kullanılmasıyla 130-m’lik bir teleskobunkine eşdeğer çözünürlüğü olan bir girişimölçer oluşturulmuştur. Bir diğer ekip üyesi olan Gerd Weigelt (Max-Planck Radyoastronomi Enstitüsü, Bonn, Almanya), “VLT nin birinci sınıf duyarlılığa sahip dört büyük aynasının girişimölçer ile birleştirilmesiyle sönük cisimleri gözleyebilecek kadar ışık toplayabilmekteyiz. Bu da on milyonlarca ışık-yılı ötedeki bir galakside aralarında güneş ile en yakın komşusu olan yıldız kadar mesafenin bulunduğu küçük bir bölgenin çalışılabilmesini sağlar. Dünyadaki hiçbir optik ya da kırmızı-ötesi sistem şu anda bunu yapamamaktadır.” demiştir.

Bu yeni gözlemler AGN’lere olan yaklaşımımızda kaymaya sebep olacaktır. Tozun şiddetli ışınımca dışa doğru itilmiş olduğuna dair doğrudan kanıtlar bulunmaktadır. Tozun nasıl dağıldığı ve süper kütleli karadeliklerin nasıl büyüdükleri ve evrimleştikleri modellenirken artık yeni keşfedilen bu etki de hesaba katılmalıdır. Hönig şöyle demiştir: “VLT Birim Teleskoplar’ının dördünü de bir kerede birleştirmemize olanak sağlayan ve eş zamanlı olarak yakın ve orta kızılötesinde gözlem yapmamızı sağlayacak olan MATISSE’yi gerçekten sabırsızlıkla bekliyorum, çok detaylı veriler sağlayacaktır.” MATISSE, hala yapım aşamasında olan VLTI’nın ikinci nesil bir enstrümanıdır.

Notlar

[1] Kozmik toz, dünyada da bolca bulunan mineraller olan silikat ve grafit parçalarından ibarettir. Şamdandan gelen is kozmik grafit tozuna benzemekle beraber isteki tozların büyüklüğü kozmik grafit tozlarının tipik büyüklüğünün onlarca katıdır.

[2] VLTI, dört adet 8.2m lik VLT birim teleskopun ya da dört adet 1.8-m’lik hareketli VLT yedek teleskoplarının birleşiminden oluşur. Girişimölçer olarak bilinen bir teknik kullanılır. Yani birkaç teleskoptan gelen ışığın tek bir gözlem olarak birleştirilmesidir. Her ne kadar gerçek görüntü üretmese de bu teknikle elde edilen gözlemde detay seviyesi artar, öyle ki çapı 100m’nin üzerinde olan bir uzay teleskobununkiyle kıyaslanabilir.

[3] Sıcak toz, kırmızı-ötesi dalgaboylarında AMBER VLTI aleti kullanılarak haritalanmıştır ve orta kırmızı-ötesindeki 8-10 mikron arasındaki dalgaboylarında yapılan daha yeni gözlemler MIDI aleti kullanılarak elde edilmiştir.

Kaynak: ESO Türkiye