Karadelikler hakkındaki gizemi çözebilecek “kayıp halka” ipucu: Görece hızla hareket eden bir jet.

Çinli bir grup astronom, Ulusal Bilim Vakfı’nın (NSF) Çok Büyük Dizisi (VLA) teleskopunu kullanarak, Dünya’dan 3.4 milyar ışık yılı uzaklıkta bulunan bir cüce galakside meydana gelen nadir bir geçici olayı tespit etti. Bu olay, AT2019ijn olarak biliniyor ve orta kütleli bir kara deliğin, yerçekimi etkisiyle içine düşen bir yıldızı parçalaması sonucu ortaya çıktı. Bu olay sırasında, güçlü bir jetin parıltısı gözlemlendi. İlk olarak, parlak mavi bir flaş şeklinde görünen yoğun radyo enerjisi patlaması tespit edildi ve bu patlama, benzer geçici olaylarda normalde görülenlerden çok daha yavaş bir şekilde sönmeye başladı.

Astronomlar, radyo gözlemlerini incelediklerinde, radyo emisyonunun yaklaşık iki yıl boyunca sürekli olarak arttığını, diğer yıldız patlamalarında gözlemlenen parlaklıktan çok daha yüksek bir seviyeye ulaştığını ve ardından en az dört yıl boyunca yavaşça söndüğünü tespit ettiler. Bu durumun, 100 ila 100.000 Güneş kütlesi arasına giren orta kütleli bir kara delik ile yıldızın yerçekimi etkileşimi sonucu oluşan bir gelgit bozucu olaydan kaynaklandığı sonucuna vardılar. Bu bulgular, astronomik gözlemlerdeki “eksik halkayı” tamamlıyor ve orta kütleli kara delikler hakkında daha fazla bilgi edinmemizi sağlıyor.

Orta kütleli kara delikler, genellikle 5 ila 100 Güneş kütlesi arasına giren yıldız kütleli kara deliklerle, 100.000 ile milyarlarca kez Güneş’in kütlesine sahip olan süperkütleli kara delikler arasında yer alıyor. Yıldız kütleli kara delikler, çöken yıldızların sonucunda oluşur ve galakside yaygın olarak bulunabilirler. Süperkütleli kara delikler ise genellikle yalnızca çoğu galaksinin merkezinde bulunur ve galaksilerin evriminde önemli bir rol oynarlar.

NRAO’nun Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisi (VLA) teleskopu, gün batımında. Kaynak: NRAO/NSF

Araştırma ekibi, NSF VLA tarafından elde edilen radyo verilerini, Çok Büyük Dizisi Gökyüzü Taraması (VLASS) gibi en büyük kapsamlı gökyüzü radyo gözlemlerinden biriyle birleştirdi. Ayrıca, Avustralya’daki Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) radyo teleskopu ve Hindistan’daki yükseltilmiş Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) tarafından elde edilen ek ölçümler kullanıldı. Bu geniş kapsamlı veri seti, araştırmacıların AT2019ijn’nin sinyalinin zaman içindeki değişimlerini izlemelerine olanak sağladı.

Bu sayede, gelgit bozucu olaylar tarafından desteklenen genişleyen akışların çeşitli astronomik modellerini test edebildiler. Sonuçlar, radyo emisyonlarının ışık hızının önemli bir bölümüne ulaşan hızlarda hareket eden maddenin ivmelenmesi sonucu oluştuğunu gösterdi. Bu durum, Dünya’ya göre dik açıyla hareket eden dar bir göreli jet tarafından en iyi şekilde açıklanabilir ve bu nedenle radyo parlamasının beklenen zamandan daha sonra ortaya çıkmasına neden oldu.

Bu sonuçlar, son yıllarda yüksek hızlı geniş alan optik taramaların gelişimiyle birlikte astronomların gözlemlediği yeni bir tür olaya benziyor. Hızlı evrimleşen mavi optik geçici olaylar (FBOT’ler) olarak bilinen bu olaylar, yaklaşık 10 gün içinde maksimum parlaklığa ulaşan ve pik noktasında mavi renkte görünen olaylardır. Bu durumun ardından, bir ay kadar süren uzun bir sönme dönemi yaşanır ve sonunda önceki parlaklık seviyesine geri döner.

Bu durum, gelecekteki araştırmalar için heyecan verici fırsatlar sunuyor çünkü orta kütleli kara delikler nadiren gözlemlenir ve astronomlar bunları tespit etmenin yeni yollarını aramaktadır. AT2019ijn, bu konuda bir yol gösteriyor; burada orta kütleli bir kara delik, Dünya’ya doğrudan yönelmemiş bir jet fırlatıyor. Bu tür bir olay ilk başta dikkat çekmeyebilir, ancak daha sonra radyo dalgalarında parlaklaşır ve jetin yavaşladıkça parlamasıyla birlikte görünür hale gelir.

Bir galaksinin merkezindeki süperkütleli bir kara delikten uzanan göreli bir jetin sanat eseri. Kaynak: NASA/JPL-Caltech

Bu keşrin özellikle önemli olan yönü, gizli kara delikleri ve fırlattıkları aşırı jetleri aramak için yeni bir yöntem sunmasıdır. Ayrıca, bazı alışılmadık optik geçici olayların aslında kara delik tarafından desteklenen olayların daha geniş bir ailesinin parçası olabileceğini gösteriyor ve bunların radyo dalgalarının ilk flaşın ardından çok sonra ortaya çıkması nedeniyle gözden kaçırılmış veya ihmal edilmiş olabilir.

Astronomlar, hem optik ışıkta hem de radyo dalgalarında sürekli olarak gökyüzünü tarayan yeni araştırmaların daha fazla AT2019ijn’ye benzer olaylar bulacağını tahmin ediyor. Bu tür olaylar, orta kütleli kara deliklerin nasıl oluştuğu, evrimleştiği, yıldızları ne sıklıkla tükettikleri ve jetler ürettikleri hakkında yeni bir anlayış sağlayabilir.

Daha Fazla Bilgi: NRAO, The Astrophysical Journal Letters