Bilinen en uzak kuasarı incelemek için Ulusal Bilim Vakfı'nın Çok Büyük Dizi (VLA) radyo teleskopunu kullanan gökbilimciler, uzun süredir devam eden kozmik bir tavuk ve yumurta sorusuna cevap verebilecek olan tantalize edici bir ipucu buldular: hangisi önce geldi, süper kütleli kara delikler veya dev gökadalar?
Gökbilimciler yıllardır galaksinin merkezi, süper kütleli karadeliğinin kütlesi ile özündeki yıldızların “çıkıntısı” nın toplam kütlesi arasında doğrudan bir ilişki olduğunu belirtmişlerdir. Kara delik ne kadar büyük olursa, çıkıntı o kadar büyük olur. Bilim adamları, ilk olarak karadelik veya yıldız çıkıntısının oluşup oluşmadığı konusunda kapsamlı bir spekülasyon yaptı. Son zamanlarda, bazı teoriler ikisinin aynı anda oluşabileceğini öne sürdü.
Bununla birlikte, bir kuasarın ve ev sahibi galaksinin, Evren bir milyar yıldan daha küçükken olduğu gibi görülen yeni VLA gözlemleri, genç galaksinin süper kütleli bir kara deliğe sahip olduğunu, ancak büyük bir yıldız çıkıntısının olmadığını gösterir.
“Bu genç galakside çok miktarda gaz bulduk ve bu gazın kütlesini karadeliğin kütlesine eklediğimizde, tüm sistemin neredeyse toplam kütlesine ulaşıyorlar. Galaksinin dinamikleri, mevcut modeller tarafından öngörülen yıldız çıkıntısının boyutunu oluşturmak için çok fazla kütlenin kalmadığını ima ediyor, ”diyor NM, Socorro'daki Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi'nden (NRAO) Chris Carilli.
Bilim adamları J1148 + 5251 olarak adlandırılan, 12.8 milyardan fazla ışık yılında, şimdiye kadar bulunan en uzak kuasar olan bir kuasar üzerinde çalıştılar. 2003 yılında Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması tarafından keşfedilen J1148 + 5251, parlak bir quasar çekirdeği olan, Evren'in sadece 870 milyon yaşında olduğu gibi görülen genç bir galaksidir. Evren şu anda 13.7 milyar yaşında.
VLA'yı J1148 + 4241'de yaklaşık 60 saat hedefleyen araştırmacılar, sistemdeki moleküler gaz miktarını belirleyebildiler. Ek olarak, bu gazın hareketlerini ölçebildiler ve böylece galaktik sistemin toplam kütlesini tahmin edebildiler. Sistemin daha önceki çalışmaları kara deliğin Güneşimizin kütlesinin 1 ila 5 milyar katı olduğunu tahmin ediyordu.
Yeni VLA gözlemleri, sistemde yaklaşık 10 milyar güneş kütlesi moleküler gaz bulunduğunu ve sistemin toplam kütlesinin 40-50 milyar güneş kütlesi olduğunu göstermektedir. Böylece birleştirilmiş gaz ve kara delik toplamda 11-15 milyar güneş kütlesini oluşturur.
“Kabul edilen oran, bu kütlenin bir kara deliğinin birkaç trilyon güneş kütlesinin yıldız çıkıntısıyla çevrilmesi gerektiğini gösteriyor. Dinamik ölçümümüz, yıldız deliği oluşturmak için kara delik ve gaz hariç kalan fazla kütle olmadığını gösterir. Bu, kara deliğin yıldız çıkıntısından önce oluştuğuna dair kanıtlar sağlıyor, ”diyor, gözlemler yapıldığında Socorro'daki NRAO'da Jansky Postdoctoral Üyesi olan Heidelberg, Almanya'daki Max Planck Radyoastronomi Enstitüsü'nden Fabian Walter.
“Bir örnek kesinlikle bunu yapmıyor, ancak bu nesnede görünüşe göre çok fazla yıldız çıkıntısı olmayan bir kara delik örneğimiz var. Şimdi çok uzak, erken Evrende bu tür nesnelerin detaylı çalışmalarını yapmalıyız ”dedi. Carilli, “Genişletilmiş VLA ve birkaç yıl içinde devreye girecek olan Atacama Büyük Milimetre Dizisinin (ALMA) büyük ölçüde iyileştirilmiş hassasiyetiyle, bu soruyu kesin olarak çözmek için ihtiyacımız olan araçlara sahip olacağız” dedi.
Walter, “Böyle çalışmalar gökadaların nasıl oluştuğunu anlamanın anahtarıdır” dedi.
Walter ve Carilli, Bonn'daki Max Planck Enstitüsü'nden Frank Bertoldi ve Karl Menten ile çalıştı; Paris-Güney Üniversitesi Uzay Astrofizik Enstitüsü'nden Pierre Cox; Fred K.Y. Charlottesville, VA'daki NRAO'dan Lo; Arizona Üniversitesi Vekilharık Gözlemevi Xiahui Fanı; ve Princeton Üniversitesi'nden Michael Strauss projede. Araştırma sonuçları Astrofizik Dergi Mektuplarında yayınlanmaktadır.
Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi, National Science Foundation'ın Associated Universities, Inc. tarafından işbirliği anlaşmasıyla yürütülen bir tesistir.
Orijinal Kaynak: NRAO Haber Bülteni
