Gökbilimciler, beklenmedik bir yerde, 17 milyar güneş ağırlığında, rekor kıran süper kütleli bir kara deliği ortaya çıkardılar: evrenin seyrek nüfuslu bir bölgesinde bir galaksinin merkezinde. NASA'nın Hubble Uzay Teleskobu ve Hawaii'deki İkizler Teleskobu tarafından yapılan gözlemler, bu canavar nesnelerin bir zamanlar düşündüğünden daha yaygın olabileceğini gösterebilir.
Şimdiye kadar, en büyük süper kütleli karadelikler - güneşimizin kütlesinin yaklaşık 10 milyar katı - diğer büyük gökadalarla dolu evren bölgelerindeki çok büyük gökadaların çekirdeklerinde bulunmuştur. Aslında, mevcut plak sahibi ölçeği 21 milyar güneşte uçlandırıyor ve 1.000'den fazla galaksiden oluşan kalabalık Coma galaksi kümesinde bulunuyor.
Bu bilgisayar benzetimli görüntü, bir gökadanın çekirdeğinde süper kütleli bir kara delik gösterir. Merkezdeki siyah bölge, kara deliğin olay ufkunu temsil eder, burada hiçbir ışık masif nesnenin yerçekimi kavramasından kaçamaz. Kara deliğin güçlü yerçekimi etrafındaki alanı bir ayna gibi yansıtıyor. Arka plan yıldızlarından gelen ışık, kara delikten kaybolan yıldızlar kadar gerilir ve lekelenir.
Kredi: NASA, ESA ve D. Coe, J. Anderson ve R. van der Marel (STScI)
“Yeni keşfedilen süper karartılmış kara delik, kozmik bir sırt suyunda, 20 veya daha az gökadada küçük bir grup halinde yer alan büyük bir eliptik gökada, NGC 1600'ün merkezinde yer alıyor,” diyor California-Berkeley Üniversitesi'nden bir araştırmacı olan Chung-Pei Ma. MASSIVE Survey'in astronomu ve başı, yerel evrendeki en büyük gökadalar ve süper kütleli karadelikler üzerine bir çalışma. Evrenin kalabalık bir bölgesinde muazzam bir galakside devasa bir karadelik bulunurken - Manhattan'daki bir gökdelenin karşısına geçmek gibi - beklenmelidir ki evrenin küçük kasabalarında bulunmaları daha az muhtemeldir.
Ma, “Ortalama büyüklükte gökada gruplarında bulunan NGC 1600 büyüklüğünde epeyce gökada var” dedi. “Bu küçük grupların, Coma kümesi gibi muhteşem galaksi kümelerinden yaklaşık 50 kat daha fazla olduğunu tahmin ediyoruz. Şimdi soru şu ki, 'Bu bir buzdağının ucu mu?' Belki de Manhattan'da bir gökdelende değil, Ortabatı ovalarında bir yerlerde uzun bir binada yaşamayan daha fazla kara delik vardır. ”
Araştırmacılar ayrıca kara deliğin, bu kütlenin bir gökadası için tahmin ettikleriden 10 kat daha büyük olduğunu keşfetmeye şaşırdılar. Kara deliklerin önceki Hubble araştırmalarına dayanarak, astronomlar kara deliğin kütlesi ile ev sahibi galaksinin yıldızların merkezi yükselişi arasında bir korelasyon geliştirdiler - galaksi çıkıntısı ne kadar büyükse, orantılı olarak kara deliğe daha büyük bir kütle. Fakat NGC 1600 gökadası için, dev karadeliklerin kütlesi, nispeten seyrek bir çıkıntının kütlesini gölgede bırakıyor. “Bu ilişkinin aşırı büyük kara delikler ile çok iyi çalışmadığı anlaşılıyor; Onlar ev sahibi galaksinin kütlesinin daha büyük bir kısmıdır, ”dedi.
Ma ve meslektaşları, Nature dergisinin 6 Nisan sayısında, Dünya'dan yaklaşık 200 milyon ışıkyıldızı Eridanus yönünde bulunan kara deliğin keşfini bildiriyorlar. Max Planck-Dünyadışı Fizik Enstitüsü'nden Jens Thomas, Garching, Almanya gazetenin baş yazarıdır.
Kara deliğin canavar büyüklüğünü açıklamak için bir fikir, galaksinin etkileşimleri daha sık olduğunda, bir başka karadeliğin bir araya gelmesiydi. İki galaksi birleştiğinde, merkezi kara delikleri yeni galaksinin çekirdeğine yerleşir ve birbirini izlerler. Hızlarına ve yörüngelerine bağlı olarak ikili kara deliğin yakınında duran yıldızlar, dönen çiftin momentumunu hızlandırabilir ve galaksinin çekirdeğinden kaçmak için yeterli hız kazanabilir. Bu yerçekimi etkileşimi, kara deliklerin yavaşça birbirine yaklaşmasına neden olur, nihayetinde daha büyük bir kara delik oluşturmak için birleşir. Süper kütleli karadelik, gökada çarpışmalarla göbeğe atılan gazın gitmesiyle büyümeye devam ediyor. Ma, “Bu büyük kütle haline gelmek için karadelik çok fazla gaz tüketen çok gürültülü bir aşamaya sahip olacaktı” dedi.
NGC 1600 tarafından tüketilen sık yemeklerin aynı zamanda galaksinin birkaç galaktik komşusu olan küçük bir kasabada bulunması da olabilir. NGC 1600, galaktik grubunda komşularından en az üç kat daha parlak olan en baskın gökadadır. Ma, “Böyle diğer grupların en parlak ve ikinci en parlak galaksiler arasında çok büyük bir parlaklık uçurumu var,” dedi.
Gökadanın gazının büyük bir kısmı, karadeliğin içine akan bir malzemeden parlak bir kuatar şeklinde ışıltılı bir plazmaya dönüştüğü zaman çoktan tüketildi. “Şimdi, kara delik bir uyku devi,” dedi. “Bulduğumuz yegâne yol, kara deliğin ağırlığından güçlü bir şekilde etkilenen, yakınlardaki yıldızların hızlarını ölçerek oldu. Hız ölçümleri bize kara deliğin kütlesinin bir tahminini verir. ”
Hız ölçümleri İkizler Çoklu Nesne Spektrografı (GMOS) tarafından Hawaii'deki Mauna Kea üzerindeki Gemini Kuzey 8 metrelik teleskopta yapıldı. GMOS, galaksinin merkezinden gelen ışığı ışıklandırarak, çekirdeğin 3.000 ışıkyılı içinde yıldızları açığa çıkardı. Bu yıldızlardan bazıları kara deliğin etrafında dönüyor ve yakın karşılaşmalardan kaçınıyor. Ancak, çekirdekten uzak bir yol üzerinde ilerleyen yıldızlar, büyük olasılıkla ikiz karadelikler tarafından merkeze daha yakınlaştıklarını ve uzaklaştıklarını göstermektedir.
Yakın Kızılötesi Kamera ve Çok Nesneli Spektrometre (NICMOS) tarafından çekilen Archival Hubble görüntüleri, yıldızları uzaklaştıran ikiz kara delikler fikrini desteklemektedir. NICMOS görüntüleri, galaksinin çekirdeğinin, gökada merkezine yakın bir yıldız eksikliğine işaret ederek olağandışı bir şekilde zayıf olduğunu ortaya çıkardı. Yıldız tükenmiş bir çekirdek, büyük galaksileri merkezlerinde çok daha parlak olan standart eliptik gökadalardan ayırır. Ma ve meslektaşları, merkezi bölgeden dışarı atılan yıldız miktarının, Samanyolu galaksimizin tüm diskini çıkarmaya benzer şekilde 40 milyar güneşe eşit olduğunu tahmin ediyorlardı.