ESA'nın XMM-Newton uzay teleskobu, süper kütleli kara deliklere ilişkin anlayışımızda devrim yaratan bir keşifte bulundu. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) liderliğindeki ve Ulusal Astrofizik Enstitüsü'nden (INAF) bilim adamlarının katılımıyla yürütülen uluslararası bir araştırma ekibi, uzayın “korona”sından gelen X-ışını sinyallerinde yarı periyodik salınımlar tespit etti. Yakındaki bir galaksinin kalbinde yer alan süper kütleli siyah deliği çevreleyen parçacıklar.
Bu salınımlar, Amerikan Astronomi Topluluğunun 245. toplantısında ve yakında yayınlanacak bir makalede sunulmuştur. Doğatamamen beklenmedik bir fenomeni temsil ediyor. Kara delik birikimine ilişkin mevcut teoriler, X-ışını sinyallerindeki bu hızlı değişimleri tam olarak açıklamakta başarısız oluyor.
XMM-Newton gözlemleri, söz konusu gök cisminin, süper kütleli kara delik 1ES 1927+654 anormal davranışlar sergiliyor. X-ışını koronasını geçici olarak yok eden bir patlamanın ardından, Yarı periyodik salınımlar, yani X-ışını yoğunluğundaki düzenli değişiklikler gözlemlenmiştir.
Kara delikler, olay ufku adı verilen belirli bir noktanın ötesine yaklaşan her şeyi hapseden, çekim kuvvetine sahip gök cisimleridir. Kara deliğe son düşüş sırasında madde, çoğunlukla ultraviyole (UV) ışık yayan, ısınan bir birikim diski oluşturur. Bu UV ışığı, kara deliğin etrafındaki korona adı verilen elektrik yüklü gaz bulutu (plazma) ile etkileşime girer.. Bu etkileşimler UV ışığını XMM-Newton tarafından gözlemlenebilen X ışınlarına dönüştürür.
XMM-Newton, 2011'den beri 1ES 1927+654 süper kütleli kara deliğini gözlemliyor. Başlangıçta X-ışını emisyonları normaldi. Ancak 2018'de bir şeyler değişti. Kara delik, görünüşe göre çevredeki X-ışını koronasını yok eden bir patlama yaşadı. Korona yavaş yavaş geri döndü ve 2021'in başında her şey normale dönmüş görünüyordu.
Ancak Temmuz 2022'de XMM-Newton, X-ışını emisyonunun 400 ila 1000 saniye arasındaki zaman ölçeklerinde yaklaşık %10 oranında değiştiğini gözlemledi. Bu yarı periyodik salınımların (QPO'lar) süper kütleli kara deliklerde tespit edilmesi zordur.
Salınımlar, toplanma diski içinde, yutulmadan önce kara deliğin etrafında dönen, yıldız gibi büyük kütleli bir nesnenin varlığına işaret ediyor olabilir. Hesaplamalar, bu nesnenin inanılmaz hızlarda hareket eden yoğun bir yıldız kalıntısı olan beyaz bir cüce olabileceğini öne sürüyor.
Teorik tahminler, nesnenin Ocak 2024'te olay ufkunu geçmesinin beklendiğini gösteriyordubunun sonucunda salınımların ortadan kalkması. Fakat, Mart 2024'te XMM-Newton, nesnenin ışık hızının yarısı hızında hareket etmesiyle salınımları tespit etmeye devam etti.
Bu beklenmedik keşif, araştırmacıları diğer olasılıkları düşünmeye yöneltti. Yerçekimi dalgalarından başka bir mekanizma söz konusu olabilirveya ilk hipotezin değiştirilmesi gerekebilir. Bir olasılık, beyaz cücenin kara delik tarafından bütünüyle yutulmak yerine yavaş yavaş “yutulması”dır.
2030'da ESA, 1ES 1927+654'ün yaydığı frekans aralığındaki yerçekimsel dalgaları tespit etmeye adanmış bir uzay gözlemevi olan LISA'yı başlatacak. Araştırmacıların tahminleri doğruysa, LISA bize bu süper kütleli kara deliğin yakınında neler olduğuna dair değerli bilgiler sağlayabilir.
Resim Kredisi: NASA/Sonoma Eyalet Üniversitesi, Aurore Simonnet
Bu salınımlar, Amerikan Astronomi Topluluğunun 245. toplantısında ve yakında yayınlanacak bir makalede sunulmuştur. Doğatamamen beklenmedik bir fenomeni temsil ediyor. Kara delik birikimine ilişkin mevcut teoriler, X-ışını sinyallerindeki bu hızlı değişimleri tam olarak açıklamakta başarısız oluyor.
XMM-Newton gözlemleri, söz konusu gök cisminin, süper kütleli kara delik 1ES 1927+654 anormal davranışlar sergiliyor. X-ışını koronasını geçici olarak yok eden bir patlamanın ardından, Yarı periyodik salınımlar, yani X-ışını yoğunluğundaki düzenli değişiklikler gözlemlenmiştir.
Kara delikler, olay ufku adı verilen belirli bir noktanın ötesine yaklaşan her şeyi hapseden, çekim kuvvetine sahip gök cisimleridir. Kara deliğe son düşüş sırasında madde, çoğunlukla ultraviyole (UV) ışık yayan, ısınan bir birikim diski oluşturur. Bu UV ışığı, kara deliğin etrafındaki korona adı verilen elektrik yüklü gaz bulutu (plazma) ile etkileşime girer.. Bu etkileşimler UV ışığını XMM-Newton tarafından gözlemlenebilen X ışınlarına dönüştürür.
XMM-Newton, 2011'den beri 1ES 1927+654 süper kütleli kara deliğini gözlemliyor. Başlangıçta X-ışını emisyonları normaldi. Ancak 2018'de bir şeyler değişti. Kara delik, görünüşe göre çevredeki X-ışını koronasını yok eden bir patlama yaşadı. Korona yavaş yavaş geri döndü ve 2021'in başında her şey normale dönmüş görünüyordu.
Ancak Temmuz 2022'de XMM-Newton, X-ışını emisyonunun 400 ila 1000 saniye arasındaki zaman ölçeklerinde yaklaşık %10 oranında değiştiğini gözlemledi. Bu yarı periyodik salınımların (QPO'lar) süper kütleli kara deliklerde tespit edilmesi zordur.
Salınımlar, toplanma diski içinde, yutulmadan önce kara deliğin etrafında dönen, yıldız gibi büyük kütleli bir nesnenin varlığına işaret ediyor olabilir. Hesaplamalar, bu nesnenin inanılmaz hızlarda hareket eden yoğun bir yıldız kalıntısı olan beyaz bir cüce olabileceğini öne sürüyor.
Teorik tahminler, nesnenin Ocak 2024'te olay ufkunu geçmesinin beklendiğini gösteriyordubunun sonucunda salınımların ortadan kalkması. Fakat, Mart 2024'te XMM-Newton, nesnenin ışık hızının yarısı hızında hareket etmesiyle salınımları tespit etmeye devam etti.
Bu beklenmedik keşif, araştırmacıları diğer olasılıkları düşünmeye yöneltti. Yerçekimi dalgalarından başka bir mekanizma söz konusu olabilirveya ilk hipotezin değiştirilmesi gerekebilir. Bir olasılık, beyaz cücenin kara delik tarafından bütünüyle yutulmak yerine yavaş yavaş “yutulması”dır.
2030'da ESA, 1ES 1927+654'ün yaydığı frekans aralığındaki yerçekimsel dalgaları tespit etmeye adanmış bir uzay gözlemevi olan LISA'yı başlatacak. Araştırmacıların tahminleri doğruysa, LISA bize bu süper kütleli kara deliğin yakınında neler olduğuna dair değerli bilgiler sağlayabilir.
Resim Kredisi: NASA/Sonoma Eyalet Üniversitesi, Aurore Simonnet