Aktif Kara Delikten Çıkan Güçlü Işınım Uzayda Büyük Miktarda Mekanik Enerjiyi Önüne Katıp Sürüklüyor
Canavar, aktif kara deliklere ev sahipliği yapan galaksiler için hava durumu oldukça sert rüzgarlı. Üzerine düşen maddeyle şişen bir süper kütleli kara delik çevresindeki gazı o kadar ısıtır ki içinde bulunduğu galaksiden 1000 kat daha parlak olabilir. Fakat iş burada da bitmez.
Hubble astronomları, kara delik etrafındaki bölgede ışınımın, maddeyi ışık hızının yüzde birkaçı büyüklüğünde (Ay’a birkaç dakikada gidilebilecek) bir hızda itebilecek kadar fazla olduğunu buldular. Bu madde galaksinin gaz ve toz diskine tokat gibi çarpıyor ve yeni yıldız oluşumunu engelliyor. Şiddetli rüzgarlar her yıl yüzlerce Güneş kütlesine eşdeğer yıldız maddesini kar gibi kürüyor. Ve bu fırtınalı hava en azından on milyon yıl daha devam edecek.
NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’nun eşsiz yeteneklerini kullanan bir astronom ekibi, evrende şimdiye kadar tanıklık edilen en enerjik akışları keşfetti. Bunlar kuasarlardan yayılıyor ve tsunamiler gibi yıldızlararası uzayı yırtıp yine kuasarların yaşadığı galaksilere zarar veriyorlar.
Kuasarlar, olağanüstü miktarlarda enerji yayan son derece uzak gök cisimleridir. Kuasarlar, yüz milyarlarca yıldıza ev sahipliği yaparlar ve kendinden 1000 kat daha fazla parlayabilen, üzerine düşen maddeyle beslenen süper kütleli kara delikleri vardır.
Kara delik maddeyi oburca tüketirken, sıcak gaz tarafından kuşatılır ve yoğun radyasyon yayar, böylece kuasar oluşur. Kara deliğin yakınındaki radyasyon basıncını artıran rüzgarlar, malzemeyi galaksinin merkezinden uzaklaştırır. Bu rüzgarlar, ışık hızının yüzde birkaçı oranına kadar çıkan nefes kesici hızlara ulaşmaktadır.
Virginia, Blacksburg’deki Virginia Tech’ten baş araştırmacı Nahum Arav bu olayı, “Başka hiçbir olgu daha fazla mekanik enerji taşımaz. 10 milyon yıllık ömrü boyunca, bu çıkışlar bir gama-ışını patlamasından bir milyon kat daha fazla enerji üretir” diye açıklıyor ve ekliyor; “Rüzgarlar her yıl yüzlerce Güneş kütlesinde maddeyi itiyor. Bu çıkışların taşıdığı mekanik enerji miktarı, tüm Samanyolu Galaksisi’nin ışınım gücünden birkaç yüz kat daha fazladır.”
Kuasar, galaksi diskini kar birikintisi gibi süpürür. Normalde yeni yıldızlar oluşturacak olan madde, galaksiden şiddetli bir şekilde uzaklaştırılır ve yıldız doğumunun durmasına neden olur. Radyasyon, gaz ve tozu daha önce bilim insanlarının düşündüğünden çok daha uzak mesafelere iterek galaksi ölçeğinde bir olaya sebebiyet veriyor.
Bu kozmik tsunami yıldızlararası malzemeye çarptığında, şok cephesindeki sıcaklık milyarlarca dereceye yükselir, burada ısınan madde büyük ölçüde X-ışınlarında ışıma yapar, aynı zamanda tüm ışık tayfı boyunca da parlar. Bu olaya tanık olan herkes parlak bir gökyüzü olayına şahit olur. Arav, “Önce X-ışını ve gama-ışınlarında çokça ışıma alırsınız ve sonrasında bu görünür ve kızılötesi ışığa doğru sönümlenir. Bu olay galaksi büyüklüğünde bir yılbaşı kutlamasına benzer” diyor.
Galaksi evriminin sayısal simülasyonları, bu tür fışkırmaların, gökbilimcilerin evrende neden bu kadar az sayıda büyük galaksi gözlemlediğini ve galaksilerin kütleleri ile merkezi kara deliğin kütlesi arasında nasıl bir ilişki bulunduğu gibi bazı önemli kozmolojik bulmacaları açıklayabildiğini göstermektedir. Bu çalışma, böyle güçlü kuasar fışkırmalarının evrenin erken zamanlarında yaygın olması gerektiğini de göstermektedir.
New Yok’taki Columbia Üniversitesi ve New Jersey’deki Princeton Üniversitesi’nin önde gelen kozmologlarından Jeremiah P. Ostriker durumu, “Hem teorisyenler hem de gözlemciler, on yıllardır büyük galaksilerde yıldız oluşumunu engelleyen bazı fiziksel süreçlerin olduğunu biliyorlardı ancak bu sürecin doğası bilinmiyordu. Gözlenen bu fışkırmaları simülasyonlarımıza koymak, galaktik evrimdeki bu olağanüstü sorunları çözebilir” şeklinde açıklıyor.
Gökbilimciler 13 kuasar fışkırmasını incelediler ve parlayan gazdan gelen ışığın tayfsal “parmak izlerine” bakarak, kuasar rüzgarı tarafından hızlandırılan gazın hızını belirlemeyi başardılar. Hubble ultraviyole verileri, ışığın yolu üzerindeki madde tarafından oluşturulan soğurma çizgilerinin, gazın uzaydaki hızlı hareketi nedeniyle tayfta kaymış olduğunu gösteriyor. Bu, bir nesnenin hareketinden dolayı, ışığın bize yaklaştığına veya bizden uzaklaştığına bağlı olarak dalga boyunu sıkıştırdığı veya uzattığı Doppler etkisinden kaynaklanmaktadır. Gökbilimcilerin bu keşfe yol açan gerekli gözlemleri elde etmelerini sağlayan özel ultraviyole duyarlılık aralığına sadece Hubble sahip.
Ekip şimdiye kadar gözlemlenen en enerjik kuasarları ölçmenin yanı sıra, diğerlerinden daha fazla hızlanan bir fışkırma da keşfetti. Üç yıllık bir dönemde bu fışkırmanın hızı saatte yaklaşık 69 milyon km’den saatte yaklaşık 74 milyon km’ye yükseldi. Bilim insanları, hızlanmasının zamanla daha da artmaya devam edeceğine inanıyorlar.
Baltimore, Maryland Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü’nden ekip üyesi Gerard Kriss, “Hubble’ın ultraviyole gözlemleri, kuasar fışkırmalarında, soğuk gazdan, daha büyük rüzgarlar tarafından iyonize olmuş aşırı sıcak gaza kadar, geniş bir aralığı takip etmemize olanak sağladı” diye ekliyor. “Bunlar daha önce sadece çok daha zor yapılabilen X-ışını gözlemleriyle görülebiliyordu. Bu güçlü fışkırmalar, merkezi süper kütleli kara deliğin büyümesi ile ev sahibi galaksisinin gelişimi arasındaki bağlantıya yeni bakış açıları sağlayabilir.”
