Bir Yıldızı Yutan En Uzak Kara Delik

Bu yılın başlarında, Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskopu (ESO’nun VLT’si) olağandışı bir görünür ışık kaynağı tespit etti.  VLT, diğer teleskoplarla birlikte, kaynağa doğru hızla yeniden konumlandırıldı: uzak bir galakside, bir yıldızı yutan ve bir jetteki artıkları dışarı atan süper kütleli bir kara delik olduğu anlaşıldı.  VLT, böyle bir olayın şimdiye kadar gözlemlenmiş en uzak örneği olduğunu belirledi. Jet neredeyse bize doğru hareket ettiğinden, ve aynı zamanda görünür ışıkla ilk kez keşfedildiği için bu tür olayları tespit etmenin yeni bir yolunu sağladı.

Bir kara deliğe çok yakın dolaşan yıldızlar, gelgit bozulması (TDE – tidal disruption event) [1] olarak bilinen olayla kara deliğin inanılmaz gelgit kuvvetleri tarafından parçalanır. Bunların yaklaşık % 1’i, dönen kara deliğin kutuplarından plazma ve radyasyon jetlerinin atılmasına neden olur. 1971’de kara delik öncüsü John Wheeler[2], jetli TDE’ler kavramını “ortasından sıkıca sıkılmış bir diş macunu tüpü” olarak tanıttı ve sistemin “her iki ucundan da madde fışkırtması”  olduğunu söyledi.

“Bu jetli TDE’lerden sadece bir avuç gördük ve çok egzotik (yabancıl) ve az anlaşılmış olaylar olmaya devam ediyorlar” diyor İngiltere’deki Leicester Üniversitesi’nden Nial Tanvir, ayrıca nesnenin VLT ile olan mesafesini belirlemek için gözlemlere öncülük etti. Gökbilimciler, jetlerin gerçekte nasıl yaratıldığını ve TDE’lerin bu kadar küçük bir kısmının neden onları ürettiğini anlamak için sürekli olarak bu aşırı olayları araştırıyorlar.

Bu arayışın bir parçası olarak, ABD’deki Zwicky Geçici Tesisi (ZTF) de dahil olmak üzere birçok teleskop, kısa ömürlü, genellikle aşırı olaylarla ilgili işaretler için gökyüzünü tekrar tekrar tarayarak, ESO’nun Şili’deki VLT’si gibi teleskoplar tarafından çok daha ayrıntılı olarak incelenebilir. “ZTF araştırmasından önemli bilgileri depolamak ve çıkarmak ve bizi gerçek zamanlı olarak atipik olaylar hakkında uyarmak için açık kaynaklı bir veri boru hattı geliştirdik” diye açıklıyor ABD’deki Maryland Üniversitesi’nden bir gökbilimci olan Igor Andreoni.

2022 yılının Şubat ayında ZTF yeni bir görünür ışık kaynağı tespit etti. AT2022cmc olarak adlandırılan olay, Evren’deki en güçlü ışık kaynağı olan gama ışını patlamasını hatırlatıyordu. Bu nadir fenomene tanık olma ihtimali, gökbilimcilerin gizemli kaynağı daha ayrıntılı olarak gözlemlemek için dünyanın dört bir yanından birkaç teleskopu yönlendirmeleri sağlandı. Buna ESO’nun VLT’si de dahildi ve bu yeni olayı X-shooter [3] aygıtıyla hızlı bir şekilde gözlemledi. VLT verileri, kaynağı bu olaylar için benzeri görülmemiş bir mesafeye yerleştirdi: AT2022cmc’den üretilen ışık, evren mevcut yaşının yaklaşık üçte biri olduğunda yolculuğuna başladı. Yani bu olay dörtmilyaraltıyüzbin ışık yılı önce gerçekleşti.  

Yüksek enerjili gama ışınlarından radyo dalgalarına kadar çok çeşitli ışıklar, dünya çapında 21 teleskop tarafından toplandı. Ekip, bu verileri çöken yıldızlardan kilonovalara kadar bilinen farklı olaylarla karşılaştırdı. Ancak verilerle eşleşen tek senaryo, nadir bir jetli TDE idi.

VLT mesafe ölçümü, AT2022cmc’yi şimdiye kadar keşfedilen en uzak TDE olarak buldu, ancak bu nesnenin tek rekor kıran yönü bu değildi. “Şimdiye kadar, bilinen az sayıda jetli TDE, başlangıçta yüksek enerjili gama ışını ve X-ışını teleskopları kullanılarak tespit edildi, ancak bu optik bir tarama sırasında birinin ilk keşfiydi” diyor Daniel Perley, Liverpool John Moores Üniversitesi’nde gökbilimci ve çalışmanın ortak yazarı. Bu, jetli TDE’leri tespit etmenin yeni bir yolunu göstererek, bu nadir olayların daha fazla incelenmesine ve kara delikleri çevreleyen aşırı ortamların araştırılmasına izin veriyor.

İlhan Vardar

Kaynak : eso2216 — Bilim Bülteni

Notlar

[1] Bir gelgit bozulma olayı (TDE, tidal disruption event), bir yıldız süper kütleli bir kara deliğe yeterince yaklaştığında ve karadeliğin gelgit kuvveti tarafından spagettifikasyon (bazen erişte etkisi olarak anılır) yaşayarak ayrıldığında meydana gelen astronomik bir fenomendir. Yıldızın kütlesinin bir kısmı kara deliğin etrafındaki bir yığılma diskinde yakalanabilir; bu madde kara delik tarafından tüketilirken geçici bir elektromagnetik radyasyon parlaması meydana gelir.

[2] John Archibald Wheeler, 1967’de NASA’ya yaptığı bir konuşmada “kara delik” terimini icat etmesiyle de sık sık kaynak gösterilir.

[3] XSHOOTER, UT3 Cassegrain teleskobunun odağına monte edilmiş çok dalga boylu (300-2500 nm), orta çözünürlüklü bir spektrograftır. Her biri optimize edilmiş optiklere, dağıtma elemanlarına ve dedektörlere sahip üç spektroskopik koldan oluşur. Edinme ve Yönlendirme kamerası, tamamlayıcı görüntüler elde etmek için kullanılabilir.

Bu sanatçının izlenimi, bir yıldızın kara deliğe çok yaklaştığında, yıldızın kara deliğin yoğun yerçekimsel çekimi tarafından sıkıştırıldığı zaman nasıl görünebileceğini göstermektedir. Yıldızın malzemesinin bir kısmı içeri çekilir ve bu görüntüde görülebilen diski oluşturan kara deliğin etrafında döner. Bunun gibi nadir durumlarda, kara deliğin kutuplarından madde ve radyasyon jetleri dışarı fırlatılır. AT2022cmc olayı söz konusu olduğunda, jetlerin kanıtları VLT de dahil olmak üzere çeşitli teleskoplar tarafından tespit edildi ve bu da bunun böyle bir olayın en uzak örneği olduğunu belirledi.

Resim Kaynak: ESO/M.Kornmesser