Geçen yıl, gökbilimciler uzak bir galakside geçen bir yıldızı parçalayıp tükettikten sonra hareketsiz bir kara delik keşfettiler. Şimdi araştırmacılar, patlamayı izleyen günlerde kara deliğe düşme eşiğinde ortaya çıkan belirgin bir X-ışını sinyali belirlediler.
Yarı periyodik salınım veya QPO olarak adlandırılan bu anlatım sinyali, evrendeki en kompakt nesneleri - beyaz cüce yıldızlar, nötron yıldızları ve kara delikler - çevreleyen toplanma disklerinin karakteristik bir özelliğidir. QPO'lar birçok yıldız kütleli kara delikte görülmüştür ve güneşin 100 ila 100.000 katı arasında orta ağırlık kütlelerine sahip olabilecek birkaç kara delikte onlar için tantalize edici kanıtlar vardır.
Yeni bulguya kadar, QPO'lar milyonlarca güneş kütlesini içeren ve galaksilerin merkezlerinde bulunan tek bir süper kütleli kara delik etrafında tespit edildi. Bu nesne, 576 milyon ışıkyılı uzaklıkta nispeten yakınlarda bulunan Seyfert tipi gökada REJ 1034 + 396'dır.
“Bu keşif, milyarlarca ışıkyılı uzaklıkta yer alan bir kara deliğin en iç kenarına ulaşmamızı genişletiyor, ki bu gerçekten şaşırtıcı. Bu bize karadeliklerin doğasını keşfetme ve evrenin bugünkünden çok farklı olduğu bir zamanda Einstein'ın göreliliğini test etme fırsatı veriyor. ”Diyor Ann Arbor'daki Michigan Üniversitesi'nden Einstein Doktora Sonrası Araştırmacısı Rubens Reis. Reis, bugün Science Express'te yayınlanan bir makalede açıklanan bir bulgu olan, yörüngedeki Suzaku ve XMM-Newton X-ışını teleskoplarından gelen verileri kullanarak QPO sinyalini ortaya çıkaran takıma liderlik etti.
Swift J1644 + 57 olarak bilinen X-ışını kaynağı - Draco takımyıldızındaki astronomik koordinatlarından sonra - 28 Mart 2011'de NASA'nın Swift uydusu tarafından keşfedildi. Başlangıçta bir gamma ışını patlaması olarak adlandırılan daha yaygın bir patlama türü olduğu varsayıldı, ancak kademeli olarak yavaş yavaş kaybolması daha önce görülmemiş bir şeyle eşleşmedi. Gökbilimciler kısa bir süre sonra, gördüklerinin gerçekten olağanüstü bir olayın sonucu olduğu fikrinde birleştiler - uzak bir galaksinin hareketsiz bir kara deliğinin uyanması ve geçen bir yıldızı yuvarlarken. Galaksi o kadar uzakta ki, olaydan gelen ışık Dünya'ya ulaşmadan önce 3.9 milyar yıl seyahat etmek zorunda kaldı.
Video bilgisi: 28 Mart 2011'de NASA’dan Swift, bir yıldızı yiyen bir kara delikten kaynaklandığı düşünülen yoğun X-ışını patlamaları tespit etti. Burada resmedilen bir modelde, eksantrik bir yörüngedeki güneş benzeri bir yıldız, galaksinin merkezi kara deliğine çok yakındır. Yıldız kütlesinin yaklaşık yarısı karadeliğin etrafında bir toplanma diski besler ve bu da Dünya'ya doğru radyasyon yayan bir parçacık jetine güç verir. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi / Kavramsal Görüntü Laboratuvarı
Yıldız, kara deliğe en yakın noktasına ulaştığı ve hızla parçalandığı için yoğun gelgitler yaşadı. Gazının bir kısmı karadeliğe doğru düştü ve etrafında bir disk oluşturdu. Bu diskin en iç kısmı hızla X-ışınları yayacak kadar sıcak olan milyonlarca dereceye kadar ısıtıldı. Aynı zamanda, hala tam olarak anlaşılamayan süreçler aracılığıyla, kara deliğin yakınında oluşturulan diske dikey olarak zıt yönelimli jetler. Bu jetler, karadeliğin dönüş ekseni boyunca ışık hızının yüzde 90'ından daha yüksek hızlarda maddeyi dışarı fırlattı. Bu jetlerden biri doğrudan Dünya'ya işaret etti.
Patlamadan dokuz gün sonra Reis, Strohmayer ve meslektaşları Swift J1644 + 57'yi, Japonya Havacılık Araştırma Ajansı tarafından NASA katılımı ile işletilen bir X-ışını uydusu kullanarak gözlemledi. Yaklaşık on gün sonra, Avrupa Uzay Ajansı'nın XMM-Newton gözlemevini kullanarak daha uzun bir izleme kampanyası başlattılar.
“Jet içindeki madde çok hızlı hareket ettiği ve neredeyse görüş hattımıza açılı olduğu için, göreliliğin etkileri X-ışını sinyalini yeterince artırdı, aksi takdirde çok uzak bir mesafeden tespit edilmesi zor olurdu NASA'nın Greenbelt'teki Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde çalışmanın astrofizikçisi ve ortak yazarı Tod Strohmayer dedi.
En içteki diskteki sıcak gaz bir kara deliğe doğru sarıldığında, gökbilimcilerin en içteki sabit dairesel yörünge (ISCO) olarak adlandırdığı bir noktaya ulaşır. Kara deliğe ve gaza daha yakın olan olay, olay noktasına, geri dönüşü olmayan noktaya hızla dalar. İçe doğru giderek azalan gaz ISCO çevresinde birikme eğilimindedir ve burada çok ısınır ve bir X-ışını seli yayar. Bu X-ışınlarının parlaklığı, neredeyse düzenli bir aralıkta tekrarlanan ve QPO sinyali oluşturan bir düzende değişir.
Veriler, Swift J1644 + 57'nin QPO'sunun her 3.5 dakikada bir döngü yaptığını gösteriyor, bu da kaynak bölgesini karadeliğin merkezinden 2.2 ila 5.8 milyon mil (4 ila 9.3 milyon km) arasında, kara deliğin ne kadar hızlı olduğuna bağlı olarak dönüyor. Bunu perspektife koymak için, maksimum mesafe güneşimizin çapının sadece 6 katıdır. QPO bölgesinden olay ufkuna olan mesafe de dönme hızına bağlıdır, ancak maksimum hız teorisinde izin verilen bir kara delik için, ufuk ISCO'nun hemen içindedir.
Reis, “QPO'lar bize göreliliğin etkilerinin en uç nokta haline geldiği kara deliğin ağzından bilgi gönderiyorlar” dedi. “Bu süreçlere böylesine geniş bir mesafeden içgörü kazandırmak gerçekten güzel bir sonuçtur ve büyük umut vaat ediyor.”
Ana resim başlığı: Bu resim Swift J1644 + 57'nin temel özelliklerini vurgular ve gökbilimcilerin bu konuda keşfettiklerini özetler. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
