Gökbilimciler, alışılmadık derecede düzenli bir beslenme programı olan süper kütleli bir kara delik (SMBH) buldular. Dev, Seyfert 2 gökada GSN 069'un kalbindeki aktif bir galaktik çekirdektir (AGN). AGN Dünya'dan yaklaşık 250 milyon ışıkyılıdır ve Güneş'in kütlesinin yaklaşık 400.000 katı içerir.
Gökbilimciler ekibi, SMBH'nin x-ışını emisyonlarını gözlemlemek için ESA’nın XMM-Newton ve NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi'ni kullandılar. Yaklaşık 9 saatte bir, kara delik malzeme içine çekilirken x-ışınları ile parlak bir şekilde parlar. Gökbilimciler, beslendikçe düzenli olarak parlayan iki yıldız kütleli kara delik buldular, ancak süper kütleli bir kara delikte bu tür bir düzenlilik daha önce hiç görülmedi.
"Bu kara delik, daha önce hiç görmediğimiz bir yemek planında."
Giovanni Miniutti, Baş Yazar, ESA Astrobiyoloji Merkezi, İspanya.
Bu keşfi özetleyen makale Nature dergisinde yayınlandı ve “Düşük kütleli bir kara delikli galaktik çekirdekten dokuz saatlik X-ışını yarı periyodik püskürmeler” olarak adlandırıldı. Baş yazar ESA’nın İspanya Astrobiyoloji Merkezi’nden Giovanni Miniutti’dir. Gazeteye göre, SMBH her gün üç defa yaklaşık dört Ay değerinde malzeme tüketiyor. Yani kara delik her beslendiğinde, yaklaşık bir milyon milyar milyar kilo malzeme tüketir.
Miniutti bir basın açıklamasında “Bu kara delik, daha önce hiç görmediğimiz bir yemek planında,” dedi. “Bu davranış o kadar eşi görülmemiş ki, onu tanımlamak için yeni bir ifade yazmamız gerekti:“ X-ışını Yarı-Periyodik Erüpsiyonlar ”
Bu SMBH'den gelen röntgen emisyonları Temmuz 2010'dan beri bilinmektedir ve gözlemlenmiştir, ancak sabittirler. Yeni makale, ESA’nın XMM-Newton Gözlemevi’nden başlayarak Aralık 2018’de başlayan 54 günlük gözlemlere dayanıyor. Bu gözlemevi 24 Aralık'ta iki patlama yaşadı. Ocak ayında, XMM-Newton bu düzenli patlamalardan üç tane daha buldu.
Ardından gökbilimciler araştırmak için NASA’nın Chandra Gözlemevi ile daha fazla gözlemleme zamanı talep ettiler. Chandra bu olayların beşini daha gözlemledi. Mevcut düzenli patlamalar sırasında, X-ışını parlama aktivitesi, arka plan X-ışını emisyonlarına göre iki büyüklükte artar. Her parlama bir saatten biraz fazla sürer ve dokuz saatte bir gerçekleşir.
İspanya, Madrid'deki Avrupa Uzay Astronomi Merkezi'nden ortak yazar Richard Saxton, “Bu iki X-ışını gözlemevinden verileri birleştirerek, en az 54 gün boyunca bu periyodik patlamaları izledik” dedi. “Bu bize, maddenin tekrar tekrar hızlanan ve yavaşlayan süper kütleli bir kara deliğe akışına tanık olmak için eşsiz bir fırsat sunuyor.”
Bu patlamaların her biri sırasında, X-ışını parlaması sessiz dönemlerden 20 kat daha parlaktır. Düşen gazın sıcaklığı da artar. Daha sessiz dönemlerde yaklaşık 1 milyon Fahrenheit'ten fişeklerde 2.5 milyon Fahrenheit'e yükselir. Daha yüksek sıcaklık, aktif olarak büyüyen çoğu SMBH'nin çevresindeki gaz sıcaklığı ile hemen hemen aynıdır.
Bu düzenli işaret fişeklerinin nedeni bilinmiyor. GSN 069'u çevreleyen sıcak 2,5 milyon derece F. gazı, diğer SMBH'leri çevreleyen gazla aynı sıcaklıktadır. Bu bir gizem, çünkü kara delikleri çevreleyen düşen malzeme diskinden olmak çok sıcak. Ancak GSN 069, fenomeni incelemek için eşsiz bir fırsattır, çünkü sıcak gaz tekrar tekrar oluşur, daha sonra kaybolur.
Normalde, bu sıcak gaz bir yıldızın parçalanması ve bir kara delik tarafından tüketilmesinden kaynaklanır, ya da astronomlar düşünür. Ancak GSN 069'un sergilediği düzenlilik bir sırdır.
ESA'nın Astrobiyoloji Merkezi'nden ortak yazar Margherita Giustini, “X ışını emisyonunun kökeninin kara deliğin kısmen veya tamamen parçalandığı ve yavaş yavaş yavaş tükettiği bir yıldız olduğunu düşünüyoruz” dedi. “Ancak tekrar eden patlamalara gelince, bu, kökeni daha fazla veri ve yeni teorik modellerle incelenmesi gereken tamamen farklı bir hikaye.”
Yine, süper kütleli bir karadeliğin bir yıldızdan gaz tükettiğini görmek yeni bir şey değildir. GSN 069’un göz kamaştırıcılığı, baş çizici. Çalışmanın yazarları SMBH’nin düzenli beslenme programı için iki olası açıklama önermektedir:
- Diskteki enerji miktarı, kararsız hale gelene ve madde hızla patlamaları üreten kara deliğe düşene kadar birikir. Bu döngü tekrar ediyor.
- Disk ve kara deliğin etrafında dönen ikincil bir gövde arasında, belki de kısmen bozulan yıldızın kalıntısı arasında bir etkileşim var.
Chandra gözlemleri sayesinde, bilim adamları ekibi, parıldayan X-ışınlarının kaynağının GSN 069'un tam kalbinde olduğunu biliyor. SMBH'nin olması bekleniyor. Chandra ve XMM-Newton'un birleştirilmiş verileri de düzenli olsa da alevlenmenin yavaş yavaş değiştiğini gösteriyor: karadeliğin “öğünlerinin” boyutu ve süresi biraz azaldı ve her öğün arasındaki boşluk büyüyor. Bu eğilimlerin devam edip etmediğini görmek gelecekteki gözlemlere kalmıştır.
GSN 069 bir SMBH için küçük tarafta. Bir SMBH genellikle birkaç milyon hatta birkaç milyar Sun kadar kütle içerirken, GSN 069 sadece 400.000 Suns değerinde kütle içerir. Bu, bu tür düzenli beslemenin neden daha önce görülmediğini açıklamaya yardımcı olabilir.
Bundan daha büyük olan daha büyük SMBH'ler için parlaklık dalgalanmaları çok daha yavaştır. Dokuz saatte bir patlamak yerine, bu şekilde parlamalarının aylar hatta yıllar alması gerekir. Bu, bunlar gibi yarı periyodik patlamaların (QPE'ler) neden gözlemlenmediğini açıklayacaktır. X-Ray gözlemevleri meşguldür ve bir tanesini tek bir hedefte bu kadar uzun süre eğitmenin bir yolu yoktur.
Kara delikler tarafından üretilen X-ışınlarında büyük artışların veya düşüşlerin gözlemlendiği birkaç durum olmuştur. Bu gözlemler aylar hatta yıllar boyunca tekrarlanan gözlemlere dayanıyordu. Bu değişikliklerin bazıları, karadeliğin toplanma diskindeki standart düşen madde teorisi ile açıklanamayacak kadar hızlıdır. Ancak bu keşif bu gözlemleri açıklayabilir. GSN 069 ile benzer davranışlar yaşıyor olabilirler.
Daha:
- Basın Bülteni: Bilim adamları Kara Delikin Günde Üç Sıcak Yemek Var
- Araştırma Raporu: Düşük kütleli kara delik galaktik çekirdekten dokuz saatlik X-ışını yarı periyodik patlamalar
- Vikipedi: Aktif Galaktik Çekirdek
