Kuasarlar Evrendeki en parlak nesnelerden bazılarıdır ve gökbilimciler, aktif olarak beslenen süper kütleli bir karadelik etrafındaki radyasyonun çevreden yayılmasından kaynaklandığına inanırlar. Gökbilimciler, ışığı daha uzak kuasardan odaklamak için nispeten yakın bir galaksideki yerçekimini yerçekimi merceği olarak kullandılar ve bu etkileyici görüntüyü verdi.
İlk kez, yeni bir teknik kullanarak, gökbilimciler bir kuasarın içine baktılar ve karadelik etrafındaki toplanma diskini ölçtüler. Çalışma, bilim adamlarının uzun süredir şüphelendikleri hakkında daha fazla onay veriyor - kuasarların süper kütleli kara delikleri, içine sarılmış süper ısıtılmış malzeme diskleriyle çevreleniyor.
Penn State Üniversitesi ve Ohio State Üniversitesi'nden bilim adamlarını içeren projenin sonuçları ve NASA'nın Chandra X-ray Gözlemevi ile gözlemleri bugün (5 Ekim 2006) Amerikan Astronomi Derneği (AAS) Yüksek Enerji Astrofiziği toplantısında bildirildi. Bölüm San Francisco.
Ohio State'te Christopher Kochanek liderliğindeki araştırma ekibinde Ohio State'de Xinyu Dai ve Nicholas Morgan ve Penn State'te George Chartas ve Gordon Garmire yer alıyor. Ekip, ışığı sadece bir galaksi aralarında ve Dünya arasında hizalandığında ışıklarını bir mercek gibi büyüttüğünde ortaya çıkan iki kuasarın iç yapılarını inceledi. Gökbilimciler, “yerçekimi mercekleme” veya “mikrolensing” olarak bilinen bu etkiyi, kuasarlara mikroskop altında bakabilmek için beğendiler.
“Bir kuasarın içinde neler olduğunu açıklamaya çalışan birçok model var ve daha önce hiçbiri göz ardı edilemezdi. Şimdi bazıları yapabilir ”dedi. Ohio Eyaletinde doktora sonrası araştırmacı olan Xinyu Dai, yakın zamanda Penn Eyaletinde doktora derecesini aldı. “Daha kesin kuasar modelleri yapmaya başlayabilir ve kara deliklerin daha eksiksiz bir görünümünü elde edebiliriz.”
Penn State'ten Garmire, astronomların iki kuasarın çekimsel merceklerini gözlemlemek için kullandıkları NASA’nın Chandra gözlemevi olan Gelişmiş CCD Görüntüleme Spektrometresi (ACIS) üzerindeki X-ışını kamerasının başlıca araştırmacısıdır. Bu X-ışını kamerası NASA için Penn State ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü tarafından Penn State'te Evan Pugh Astronomi ve Astrofizik Profesörü olan Garmire liderliğinde tasarlandı ve geliştirildi. Neredeyse tüm Chandra keşifleri ACIS kamera ile yapılan gözlemlere dayanmaktadır.
Dünyadan, kuasarlardan veya yarı yıldız nesnelerden görülen yıldızlar gibi görünür. Son derece parlaklar, bu yüzden evrendeki en uzak nesneler arasında olsalar da onları görebiliyoruz. Gökbilimciler, milyarlarca yıl önce oluşan süper büyük kara delikler içerdiklerine karar vermeden önce onlarca yıl boyunca kuasarların üzerine kafa karıştırdılar. Karadeliğe düşen malzeme parlak bir şekilde parlar ve kuasarlar söz konusu olduğunda, görünür ışık, radyo dalgaları ve X-ışınları dahil olmak üzere çok çeşitli enerjilerde parlar.
“Karadeliklerin toplanma disklerinden gelen röntgen ışınları, optik deliğe göre karadeliğe daha yakındır,” diye açıklıyor Penn State'te üst düzey bir araştırma görevlisi olan Chartas, bu mikrolensleme çalışmasındaki nesneler. “Bir mikrolensleme olayının X-ışını ışık eğrilerini çeşitli optik bantlardaki ışık ışınlarıyla karşılaştırarak, emisyon bölgelerinin göreli boyutlarını çıkardık. Bu karşılaştırma, bir karadeliğin toplanma diskinin yapısını farklı dalga boylarında kısıtlamamıza izin verdi. ”
Kuasarlar o kadar uzaktır ki, en gelişmiş teleskoplarda bile, normalde küçük bir ışık noktası gibi görünürler. Ancak Einstein, uzaydaki büyük nesnelerin bazen bir gözlemci tarafından görüldüğü gibi, arkasındaki nesnelerden gelen ışığı bükerek ve büyüterek lens gibi davranabileceğini tahmin ediyordu. Etki yerçekimi mercekleme olarak adlandırılır ve gökbilimcilerin bazı nesneleri başka türlü ulaşılamaz ayrıntılarla incelemelerini sağlar. "Neyse ki bizim için bazen yıldızlar ve galaksiler çok yüksek çözünürlüklü teleskoplar gibi davranıyorlar," dedi Kochanek. "Şimdi sadece bir kuasarý görmüyoruz, bir kuasarýn içini inceliyor ve karadeliđin yerine iniyoruz."
Bilim adamları, her bir kuasarın içindeki karadelik etrafındaki toplanma diskinin boyutunu ölçebildiler. Her birinde, disk X-ışınları yayan daha küçük bir alanı çevreliyordu, sanki disk malzemesi merkezdeki kara deliğe düştüğünde ısıtılıyordu. Kuasarlarla ilgili güncel kavramlar göz önüne alındığında, görmeyi bekledikleri şey buydu. Ancak iç görüş, bu kavramları geliştirmeye başlamalarına yardımcı olacak, dedi Dai.
Projenin anahtarı, astronomların her bir kuasarın X-ışını yayan bölgesinin parlaklığını tam olarak ölçmelerine olanak tanıyan NASA’nın Chandra X-Ray Gözlemevi idi. Bu ölçümleri Küçük ve Orta Diyafram Araştırma Teleskop Sistemi Konsorsiyumu ve Optik Yerçekimi Mercek Deneyi'ne ait optik teleskoplardan aldılar. Gökbilimciler, kuasarlardan gelen hem X-ışınlarının hem de görünür ışığın değişkenliğini incelediler ve bu ölçümleri, her birindeki biriktirme diskinin boyutunu hesaplamak için karşılaştırdılar. Kochanek'in özellikle bu tür hesaplamalar için oluşturduğu bir bilgisayar programı kullandılar ve 48 işlemcili bir bilgisayar kümesinde çalıştırdılar. Her quasar için hesaplamaların tamamlanması yaklaşık bir hafta sürdü.
Çalıştıkları iki kuasar RXJ1131-1231 ve Q2237 + 0305 olarak adlandırıldı ve onlar hakkında özel bir şey yok, dedi Kochanek, her ikisi de yerçekimi ile merceklenmişti. O ve grubu şu anda bu tür 20 mercekli kuasar üzerinde çalışıyorlar ve sonunda hepsinde X-ışını verisi toplamak istiyorlar.
Bu proje Ohio State ve Penn State arasında devam eden işbirliğinin bir parçasıdır. Araştırma NASA tarafından finanse edilmektedir. Bilgisayar kümesi, Ohio Süper Bilgisayar Merkezi (OSC), Ohio Regents Board ve OSC Statewide Users Group'un bir girişimi olan Cluster Ohio tarafından sağlandı. NASA’nın Alabama, Huntsville’deki Marshall Uzay Uçuş Merkezi, ajansın Bilim Misyon Müdürlüğü için Chandra programını yönetiyor. Massachusetts, Cambridge'deki Smithsonian Astrofizik Gözlemevi, Cambridge, Massachusetts'teki Chandra X-ray Merkezi'nden bilim ve uçuş operasyonlarını kontrol eder.
Orijinal Kaynak: PSU Haber Bülteni
