Tüm gökyüzü dağınık, yüksek enerjili bir ışıltı ile doludur: kozmik X-ışını arka planı. Son yıllarda gökbilimciler, bu radyasyonun neredeyse tamamen bireysel nesnelerle ilişkilendirilebileceğini gösterebilirler. Benzer şekilde, 17. yüzyılın başlarında Galileo Galilei, Samanyolu'nun ışığını bireysel yıldızlara çözdü. X-ışını arka planı, uzak galaksi sistemlerinin merkezlerindeki maddeden beslenen yüz milyonlarca süper kütleli Kara Delikten kaynaklanır. Kara Delikler kütle biriktirdiğinden, büyüme evreleri sırasında onları X-ışını arka planında gözlemliyoruz. Bugünün Evreninde, hemen hemen tüm galaksilerin merkezlerinde büyük Kara Delikler bulunur.
Madde bir Kara Delik'in uçurumunu aşağıya indirdiğinde, kozmik girdap etrafında neredeyse ışık hızı ile hızlanır ve o kadar güçlü bir şekilde ısıtılır ki, “son yardım çığlığını” yüksek enerji radyasyonu şeklinde yayar. sonsuza dek yok olur. Bu nedenle, pratik olarak görünmez Kara Delikler, aktif galaksilerin merkezlerinde iyi beslendiklerinde, evrendeki en parlak nesneler arasındadır. Maddedeki kimyasal kal elementleri karakteristik bir dalga boyunda X-ışınları yayar ve bu nedenle spektral parmak izleri ile tanımlanabilir. Element demiri atomları özellikle yararlı bir teşhis aracıdır, çünkü bu metal kozmosta en fazla bulunur ve yüksek sıcaklıklarda en yoğun şekilde yayılır.
Polisin hızlanan arabaları tanımladığı radar tuzaklarına benzer bir şekilde, Kara Deliği çevreleyen demir atomlarının göreceli hızları, ışıklarının dalga boyundaki bir değişim yoluyla ölçülebilir. Bununla birlikte, Einstein'ın özel ve genel görelilik teorisinin öngördüğü etkilerin bir kombinasyonu ile, karakteristik olarak genişletilmiş, asimetrik bir çizgi profili, yani Kara Deliklerin X-ışını ışığında bulaşmış bir parmak izi bekleniyor. Özel görelilik, hareketli saatlerin yavaş çalıştığını ve genel görelilik, saatlerin büyük kütlelerin yakınında yavaş çalıştığını tahmin eder. Her iki etki de demir atomları tarafından yayılan ışığın elektromanyetik spektrumun daha uzun dalga boyu kısmına kaymasına yol açar. Bununla birlikte, sözde “birikim diski” (Şekil 1) içinde dolaşan konuyu yandan gözlemlersek, bize doğru yarışan atomlardan gelen ışık, daha kısa dalga boylarına kaymış ve bizden uzaklaşmakta olandan çok daha parlak görünür. Göreliliğin bu etkileri daha güçlüdür, madde kara deliğe ne kadar yakınsa. Kavisli uzay zamanı nedeniyle, hızlı dönen Kara Deliklerde en güçlüler. Son yıllarda, yakındaki birkaç gökadada göreceli demir hatlarının ölçümleri mümkün olmuştur - 1995'te ilk kez Japon ASCA uydusu ile.
Şimdi dünya dışı fizik için Max-Planck Enstitüsü'nün Ginther Hasinger'i, Santander'deki İspanyol Enstitüsü de Cantabria'daki Xavier Barcons grubu ve Cambridge, İngiltere'deki Astronomi Enstitüsü'nde Andy Fabian ile ortaklaşa X-ışını arka planının yaklaşık 100 uzak Kara Deliğinin ortalama X-ışını ışığında demir atomlarının göreli olarak bulaşmış parmak izini ortaya çıkardılar (Şekil 2). Astrofizikçiler, Avrupa Uzay Ajansı ESA'nın X-ışını gözlemevi XMM-Newton'u kullandılar. Enstrümanı Büyük Kepçe takımyıldızındaki bir alana 500 saatten fazla işaret ettiler ve birkaç yüz zayıf X-ışını kaynağı keşfettiler.
Evrenin genişlemesi nedeniyle galaksiler, mesafeleriyle birlikte artan bir hızla bizden uzaklaşırlar ve böylece spektral çizgileri farklı dalga boylarında görünür; gökbilimciler önce tüm nesnelerin X-ışını ışığını Samanyolu'nun kalan çerçevesine düzeltmek zorunda kaldılar. Amerikan Keck-Teleskopu ile 100'den fazla nesne için gerekli mesafe ölçümleri elde edilmiştir. Tüm nesnelerden gelen ışığı birlikte ekledikten sonra, araştırmacılar beklenmedik derecede büyük sinyal ve demir hattının karakteristik olarak genişletilmiş şekli konusunda çok şaşırdılar.
Sinyalin gücünden, biriken maddede demir atomlarının fraksiyonunu çıkardılar. Şaşırtıcı bir şekilde, bu nispeten genç Kara Deliklerin “beslenmesinde” demirin kimyasal bolluğu, daha sonra önemli ölçüde yaratılmış olan Güneş sistemimizden yaklaşık üç kat daha fazladır. Bu nedenle erken Evren'deki gökada merkezlerinin, muhtemelen şiddetli yıldız oluşturma aktivitesinin aktif galaksilerde kimyasal elementleri oldukça hızlı bir şekilde “ürettiği” için demir üretmek için özellikle verimli bir yöntemi olmalıydı. Çizginin genişliği, demir atomlarının hızla dönen Kara Deliklerle tutarlı olarak kara deliğe oldukça yakın yayılması gerektiğini gösterdi. Bu sonuç, X-ışını arka planındaki enerjiyi yakındaki galaksilerdeki toplam "hareketsiz" Kara Delik kütlesi ile karşılaştıran diğer gruplar tarafından da dolaylı olarak bulunur.
Orijinal Kaynak: Max Planck Society Haber Bülteni
Bilgisayarınızın masaüstü arka planını güncellemek ister misiniz? İşte bazı siyah arka plan resimleri.
