yıldızın sönmekte olan parlamasına tanık oluyorlar
Bazı yıldızlar şanssız olur. Tipik bir galakside milyarlarca yıldız vardır. Yine de her 100.000 yılda bir, bu yıldızlardan biri galaksinin merkezinde gizlenen süper kütleli kara deliğe çok yaklaşacak ve parçalanacak. Bu kozmik devler, Güneşimizin kütlesinin milyonlarca ila milyarlarca katı ağırlığındadır ve muazzam yerçekimi güçleri şanssız bir yıldızı yok edebilir.
Yıldız enkazı, kalıntılardan beslenen kara deliğe doğru spiraller çiziyor. Ancak, kara delikler dağınık yiyicilerdir. Vakaların küçük bir bölümünde, bu yıldız yıkımı, neredeyse ışık hızında dışarı doğru hareket eden enerjik bir malzeme jetine güç sağlayabilir. Bu jet doğrudan bize doğrultulursa, parlaklığı artacaktır, tıpkı araba bize doğru gelirken bir polis sireninin daha yüksek sesle görünmesi gibi.
Modern astronomik araştırmalar, kabaca ayda bir veya iki kez bu tür yıldız spagettifikasyonlarını (gelgit bozulma olayları olarak bilinir) keşfeder. Bununla birlikte, bunlardan yalnızca üçünün daha önce, en son 2011’de olmak üzere güçlü jetler ürettiği görülmüştür .
Bu yılın başlarında, bu olaylardan bir tanesini Evren’in yarısından fazlasında tespit edecek kadar şanslıydık. Bugün Nature Astronomy’de bildirdiğimiz gibi , ekibimiz onu üç aydan fazla bir süre boyunca dünyanın en iyi teleskoplarından bazılarıyla izledi ve bir kara delik jetinin doğuşu ve gelişiminin şimdiye kadarki en iyi görüntüsünü elde etti.
Kara delikler ve jetler
Yıldızları yemek, karadeliklerin büyümesinin önemli bir yoludur, hatta Evren’in ilk zamanlarında bu durum daha da fazladır. Günümüz galaksilerinin kalbindeki süper kütleli karadeliklerin, gençken bugünkü boyutlarına ulaşmak için son derece hızlı büyümüş olmaları gerektiğini biliyoruz.
Bu felaket olayları aynı zamanda en hızlı beslenen kara deliklere benzersiz bir pencere sağlar. İlgili yüksek enerjileri ve güçlü yerçekimini bir laboratuvarda asla yeniden oluşturamayız, bu nedenle bu nadir oluşumlar astrofiziği en uç noktasında anlamamıza yardımcı olur.
Özellikle, jetlerin nasıl oluştuğunu test etmemize izin veriyorlar. Jetler, gazın merkezi bir nesneye düşmesinin doğal bir yan ürünüdür. Enerjiyi merkezi nesneden çevresine taşırlar.
Bilinen en güçlü jetler, galaksilerin merkezlerindeki süper kütleli kara delikler tarafından fırlatılır. Bu jetlerdeki madde ve enerji, yıldız oluşumunu tetikleyebilir veya önleyebilir ve tüm galaksilerin evrimini etkileyebilir.
Çok büyük olduklarından, süper kütleli kara delikler genellikle yavaş değişir. Kara deliğin çok yakınına büyük miktarda gaz boşaltıldığı için gelgit kesintisi olayları bu kuralın bir istisnasını oluşturur.
Kara delikler daha sonra hızla beslenerek davranışlarını günler veya aylar içinde değiştirir. Son teknoloji teleskoplarla özel gözlem kampanyaları, bu egzotik fenomenler hakkında zengin veriler sağlayabilir. Bu verileri, jetlerin nasıl oluştuğuna ve geliştiğine dair teorilerimizi test etmek için kullanabiliriz.
bir ışık patlaması
Şubat 2022’de bir optik gökyüzü araştırması , uzak bir galaksinin merkezinden gelen parlak bir ışık patlaması keşfetti. Işık bize 8,5 milyar yıldan fazla bir süredir seyahat ediyordu – Evrenin ömrünün yarısından fazlası. Gökbilimcilerin AT2022cmc adını verdiği bu olay hakkında daha fazla bilgi edinmek için dünyanın dört bir yanındaki teleskoplar harekete geçti.
Bu olay, özellikle X-ışını dalga boylarında son derece parlaktı. X-ışını emisyonu, Güneş’in 10 milyon yılda yaydığından daha fazla enerjiyi 1 saniyede verdi.
X-ışınları da oldukça değişkendi ve parlaklıkları 15 dakika kadar kısa zaman ölçeklerinde değişiyordu. Özellikle, zamanla daha parlak hale gelen radyo ve milimetre dalga boylarında da güçlü emisyon vardı.
Bu özellikler, AT2022cmc’nin yeni bir gelgit bozulma olayı olduğunu gösterdi. Bugüne kadar bulunan en uzak ve 11 yıl sonra ilk kez güçlü bir jet fırlattığı görüldü.
X-ışınları ve radyo dalgaları
Keşfin ardından ilk 100 gün boyunca, MIT’den Dheeraj Pasham liderliğindeki ekibimiz olayı bir dizi teleskopla gözlemledi. Verilerimiz içeri giren ve çıkan gazın farklı kısımlarından kaynaklanan radyo, optik, ultraviyole ve X-ışını emisyonlarını kapsıyordu.
Ayrıntılı modellememiz, emisyonun çoğunluğunun hızla beslenen kara deliğin fırlattığı güçlü jetten kaynaklandığını gösterdi. Ölümüyle karşılaşan şanssız yıldız, muhtemelen düşük kütleli bir cüce yıldızdı. Zirvedeyken, kara delik sadece birkaç yıl içinde tüm Güneş’i tüketecek bir oranda gaz tüketiyordu.
Jetin ışık hızının %99,993’ü oranında hareket ettiğini ve enerjinin büyük kısmının manyetik alanlardan ziyade jet içindeki parçacıkların (iyonların) taşındığını bulduk. Bu beklenmedik bir durumdu, çünkü mevcut teorilerin çoğu manyetik alanların jet oluşumunda kritik öneme sahip olduğunu ve enerjinin çoğunu taşıması gerektiğini öngörüyor.
Yeni teleskoplar, daha iyi görüşler
Yükseltilmiş bir teleskop seti ve on yıl öncesine göre daha sofistike teorik modeller ile çalışmamız, göreli bir jetin doğuşu ve evrimi hakkında şimdiye kadarki en ayrıntılı kapsamı sağladı. Teorik beklentilerimize meydan okuduk ve fizik anlayışımızı en uç noktasında geliştirdik.
Önümüzdeki birkaç yıl içinde, Şili’deki Vera Rubin Gözlemevi gibi yeni tesisler , uzak Evren’in daha da ötesine ulaşan bu tür daha birçok olayı keşfedecektir. SKA gibi güçlü yeni radyo teleskoplar , jetlerin daha detaylı takibine ve karakterizasyonuna imkan verecek.
Çalışmamız, Evrenimizdeki en enerjik olaylardan bazılarına yeni bir pencere açarak bu enstrümanlardan akacak heyecan verici bilimi gösterdi.