Galaksimizin merkezinde Yay A * 'nın keşfinden bu yana, gökbilimciler, en büyük gökadaların merkezinde Süper Kütleli Kara Delik (SMBH) olduğunu anladılar. Bunlar, SMBH'ye gaz ve tozun neden olduğu düşünülen “Aktif Galatik Çekirdekler” (AGN) olarak bilinen bu galaksilerin çekirdeklerinde üretilen güçlü elektromanyetik emisyonlarla kanıtlanmıştır.
Gökbilimciler on yıllardır kara deliklerinin ne kadar büyük ve büyük olduğunu belirlemek için AGN'lerden gelen ışığı inceliyorlar. Bu zor olmuştur, çünkü bu ışık Doppler etkisine maruz kalır ve bu da spektral çizgilerinin genişlemesine neden olur. Ancak gökbilimciler, Çin ve ABD'den araştırmacılar tarafından geliştirilen yeni bir model sayesinde, bu Geniş Hat Bölgelerini (BLR'ler) inceleyebilir ve kara deliklerin kütlesi hakkında daha doğru tahminler yapabilirler.
Bilimsel dergide “Aktif galaktik çekirdeklerde geniş emisyon hatlarının kaynağı olarak toz topaklarını gelgitle bozdu” çalışması son zamanlarda bilimsel dergide yayınlandı Doğa. Çalışma, Çin Bilimler Akademisi Yüksek Enerji Fiziği Enstitüsü (IHEP) araştırmacısı Jian-Min Wang, Wyoming Üniversitesi ve Nanjing Üniversitesi'nin desteğiyle gerçekleştirildi.
Bunu kırmak için SMBH'lerin, onları çevreleyen bir gaz ve toz torusuna sahip oldukları bilinir. Karadeliğin yerçekimi bu torustaki gazı saniyede binlerce kilometre hıza çıkarır, bu da ısınmasına ve farklı dalga boylarında radyasyon yaymasına neden olur. Bu enerji eninde sonunda, gökbilimcilerin bir SMBH varlığını belirlemelerine izin veren çevredeki galaksiyi gölgede bıraktı.
Bir UW basın bülteninde Fizik ve Astronomi Bölümü'nde bir UW profesörü ve çalışmada ortak yazar Michael Michaelton'un açıkladığı gibi:
“İnsanlar düşünüyor,“ Bu bir kara delik. Neden bu kadar parlak? ”Bir kara delik hala karanlık. Diskler o kadar yüksek sıcaklıklara ulaşırlar ki, gama ışınları, X-ışınları, UV, kızılötesi ve radyo dalgalarını içeren elektromanyetik spektrum boyunca radyasyon yayarlar. Kara delik ve kara deliğin beslediği çevredeki gaz birikimi, kuasarı açan yakıttır. ”
Bu parlak bölgeleri gözlemleme sorunu, içlerindeki gazların farklı yönlerde çok hızlı hareket etmesinden kaynaklanmaktadır. Uzaklaşan gaz (bize göre) spektrumun kırmızı ucuna, bize doğru hareket eden gaz ise mavi uca doğru kaymaktadır. Yayılan ışığın spektrumunun bir spiral gibi olduğu ve doğru okumaların elde edilmesini zorlaştıran bir Geniş Hat Bölgesine yol açan şey budur.
Halen, aktif galaktik çekirdeklerde SMBH'lerin kütlesinin ölçülmesi “yankılanma haritalama tekniğine” dayanmaktadır. Kısacası, bu, bir BLR'nin simetrik spektral çizgilerini incelemek için bilgisayar modellerini kullanmayı ve aralarındaki zaman gecikmelerini ölçmeyi içerir. Bu çizgilerin SMBH'nin çekim kuvveti tarafından fotoiyonize edilmiş gazdan kaynaklandığına inanılmaktadır.
Bununla birlikte, geniş emisyon hatları ve BLR'lerin farklı bileşenleri hakkında çok az anlayış olduğundan, bu yöntem% 200 ila% 300 arasında bazı belirsizlikler doğurmaktadır. Brotherton, “Kara delik kütlesini teşhis etmemize yardımcı olan spektral geniş hat bölgeleri hakkında daha ayrıntılı sorular almaya çalışıyoruz” dedi. “İnsanlar bu geniş emisyon hattı bölgelerinin nereden geldiğini veya bu gazın doğasını bilmiyorlar.”
Buna karşılık, Dr.Wang tarafından yönetilen ekip, bir SMBH'yi çevreleyen gaz torusunun dinamiklerini dikkate alan yeni bir bilgisayar modeli türünü benimsedi. Bu torus, kara delik tarafından gelgitle bozulacak ve bunun içine bir miktar gaz akmasına (diğer bir deyişle akması) ve bazılarının dışarı akış olarak atılmasına neden olacak ayrı madde kümelerinden oluşacağını varsayıyorlar.
Buradan, bir BLR'deki emisyon hatlarının üç özelliğe maruz kaldığını buldular - “asimetri”, “şekil” ve “kayma”. Hem simetrik hem de asimetrik olan çeşitli emisyon hatlarını inceledikten sonra, bu üç özelliğin, torus içindeki hareket açısının bir sonucu olarak yorumladıkları gaz kümelerinin ne kadar parlak olduğuna güçlü bir şekilde bağlı olduğunu keşfettiler. Veya Dr. Brotherton'ın söylediği gibi:
“Teklif ettiğimiz şey bu tozlu kümelerin hareket ediyor olması. Bazıları birbirlerine çarpar ve birleşir ve hızı değiştirir. Belki kara deliğin yaşadığı kuasareye taşınırlar. Topakların bazıları geniş hat bölgesinden dönmektedir. Bazıları kovuldu. ”
Sonunda, yeni modelleri, kara delik torusundan gelgit kesintili madde kümelerinin BLR gazının kaynağını temsil edebileceğini düşündürmektedir. Önceki modellerle karşılaştırıldığında, Dr. Wang ve meslektaşları tarafından tasarlanan model, SMBH çevresindeki farklı anahtar süreçler ve bileşenler arasında bir bağlantı kurar. Bunlar kara deliğin beslenmesi, fotoiyonize gaz kaynağı ve tozlu torusun kendisidir.
Bu araştırma AGN'leri çevreleyen tüm gizemleri çözmese de, SMBH'lerin spektral çizgilerine dayanarak doğru kütle tahminleri elde etmek için önemli bir adımdır. Bunlardan gökbilimciler, bu kara deliklerin büyük galaksilerin evriminde hangi rolü oynadıklarını daha doğru bir şekilde belirleyebilirler.
Çalışma, her ikisi de Çin Bilimler Akademisi tarafından yönetilen Ulusal Bilim ve Teknoloji Araştırma ve Geliştirme Anahtar Programı ve Sınır Bilimleri Anahtar Araştırma Programı tarafından sağlanan destek sayesinde mümkün olmuştur.
