Her kuasar bir kara deliğe açılır ancak her kara delik kuasara açılmaz. Yani her kuasarın diğer tarafında bir kara delik yer alıyor. Kuasar, uzak galaksilerin merkezinde bulunan ve gazla beslenen süper kütleli kara deliklerdir. Kuasar sözcüğü, yarı yıldız radyo kaynağı anlamına geliyor. Gökbilimciler kuasarı 1963'te keşfetti ve yıldıza benzeyen ancak radyo dalgası yayan bir nesneydi (ilk buluntu 1930'larda transatlantik telefon hatlarında fark edilen statik parazitten gelir ancak kaynağın Samanyolu olduğu düşünüldü). Bu tür süper kütleli deliklere aktif galaktik çekirdek denir. İçlerinde Seyfert, BL Lacertae ve radyo galaksiler var. Öyleyse kuasar hakkında daha fazlasını öğrenelim.
Kuasar nasıl oluşuyor?
Kuasar farklı bir kara delik türüdür. Teoriye göre iki gökada çarpışarak birleştiğinde ortaya bol miktarda gaz kaynağı çıkar. Merkezdeki kara delikler de birleşip büyüyerek içeriye doğru akan bu gazı yutar. Bu materyal moleküler hidrojenden oluşuyor ki Büyük Patlama'dan sonra tüm gezegeni doldurdu. Kuasarlar bu yüzden yakınımızda değil, evrenin bir ucundadır: Evren genişliyor ve kuasarlar uçlarda oluşan yeni genç galaksileri temsil ediyorlar.
Gaz kara deliğe doğru sarmal yaparak akar. Gaz ve tozun sürtünmesiyle ısı milyonlarca dereceye çıkar. Bu sıcaklık tüm elektromanyetik spektruma denk gelen radyasyonalar üretir. Kuasarlar yalnızca uzak galaksilerde bulunuyor. Yakındaki galaksiler daha az gaz içeriğine ve daha küçük süper kütleli kara deliklere sahipler. En yakın kuasar Dünya'dan 600 milyon ışık yılı uzaktaki Markarian 231 olarak bilinir.
Işığı bile yutan bir kara deliğin ışık saçması garip gelebilir ancak kuasarlar tam olarak böyle. Kuasarın ışığı o denli kuvvetli ki tüm galaksiyi gölgesinde bırakabilir. Bir kara deliğin kuasara dönüşmesi için Güneş'ten milyon veya milyar kat kütleli olması gerek. Her büyük galaksinin merkezinde milyarlarca Güneş kütlesine denk kara delik vardır. Samanyolu'nun merkezinde 4,3 milyon Güneş kütlesinde ve 168 Jüpiter genişliğinde Sagittarius A süper kütleli kara deliği bulunuyor. Sagittarius A bir zamanlar kuasara sahipti ancak yiyeceği (gaz) bitince ışığı kesildi. Sagittarius A'nın orada olduğu biliniyor çünkü hafif parıltılar yayıyor ve etrafındaki yörüngede dönen yıldızlar var.
Galaksiden daha parlak
Kuasar bilinen en parlak galaksi çekirdeğidir. Bu yüzden genç galaksiler oldukları düşünülür. Çok uzakta olmasına rağmen hala görünür olması aşırı parlaklığından geliyor. Kuasarlar Samanyolu galaksimizden 1.000 kat daha parlak. Bu yüzden kuasara baktığınızda galaksisini göremezsiniz. Karanlıkta bir fenere bakarak yalnızca ışığını görmek gibidir. Bulduğumuz en yaşlı kuasar (J0313-1806) 13 milyar ışık yılı uzaklıkta yer alıyor. Büyük Patlama'dan 670 milyon yıl sonrasına bakmamızı sağlayarak galaksilerin evrimine ışık tutuyor.
Merkezleri parlak olup kendilerini seçebildiğimiz galaksiler de var ve bunlara Seyfert galaksi denir. Evrenin %10'u Seyfert galaksilerden oluşuyor ve kuasar değiller. Biçimleri seçilebilirdir ve önceleri kuasarları olduğu düşünülüyor. Bu parlaklığı düşleyin. Okyanusun diğer ucundaki deniz fenerini görebilmek gibidir. Kuasar Güneş'ten 27 trilyon kat daha parlaktır. 200 milyar yıldızın yaydığı enerjinin 1.000 katını yayar.
Dünya'dan 5 milyar kilometre uzakta bir kuasar olsaydı (gökyüzünde görülebilen Plüton kadar) saniyenin beşte birinde tüm Dünya'nın okyanusunu ışığıyla buhara çevirirdi. Bugünkü büyük galaksilerin oluşumlarının ilk zamanında kuasar barındırdığı düşünülüyor. Samanyolu'ndaki "Seyfert patlaması" denilen 3,5 milyon yıl önceki bir olay bugünkü Sagittarius A süper kütleli kara deliğine denk noktada gerçekleşmiştir. Bundan doğan süper sıcak iki dev plazma lobu Samanyolu'nun iki kutbundan 25.000 ışık yılı mesafeye dek uzanıyor. Bu dev loblara Fermi baloncukları denir ve gama ile X ışını yaymalarıyla tespit ediliyor.
Kuasarı nasıl buluyoruz?
Kuasar temelde durmadan beslenen bir dev kara deliktir ve farkı, etrafını çevreleyen ışık kaynağı olmasıdır. Kuasara akan malzemenin oluşturduğu disk görünür ışık ile morötesi ışık saçar. Diskin üzerindeki gaz ise daha sıcaktır ve X ışını yayar. Kuasarın kutup noktalarında jet akımı vardır ve radyo dalgasından X ışınına dek her dalga boyunda ışık çıkar. Kuasardan daha uzaktaki toz ve gazlarsa kızılötesi ışık biçiminde parlar. Tüm bunlar maddenin farklı sıcaklığından yani enerjisinden kaynaklanıyor.
Bir kuasarın kütlesi diğer uçtaki kara deliğin kütlesiyle orantılıdır ve diskinin genişliği genelde birkaç ışık günü büyüklüğünde olur. Yani bulunduğu galakside bir noktadan farksızdır. Samanyolu 100.000 ışık yılı büyüklüğünde. Kuasar çok parlak olmasına rağmen o denli küçük ki en güçlü teleskoplar bile tüm yapısını ortaya çıkaramıyor. Bu yüzden kuasarın içeriğini anlamak için spektroskopi (ışığı dalga boyuna göre ayırmak) veya ışık eğrisi (ışığı varış zamanına göre ayırmak) gibi teknikler kullanılır.
İlk kuasar nasıl keşfedildi?
İlk kuasar 1950'nin sonlarında keşfedildi. Radyo teleskobu kullanan gökbilimciler yıldıza benzeyen ve radyo dalgası yayan ancak optik teleskopla görülemeyen nesneler buldular (yarı-yıldız radyo nesnesi buradan geliyor). Oldukça parlaklardı ve açısal çapları küçüktü. 3C48 ve 3C273 keşfedilen ilk iki kuasardır. Gözle görülemiyor ancak radyo dalgasıyla tespit ediliyordu. 1963'te 3C273'ün merkezinde sönük mavi renkli yıldız benzeri bir parıltı keşfedildi. Kuasarın Ay'ın arkasından geçtiği bir zamanda alınan spektrum verisi beklenmedik garip elementler ortaya çıkardı. Bunun nedeni kızıla kaymaydı.
Bu kuasarların Samanyolu'nda yani yakınımızda olduğu düşünülüyordu ancak kızıla kayma çok uzaktaki nesnelere özgüdür. Yani kuasarların ışığı evrenin bir ucundan geliyor ve genişleyen evrenin etkisiyle uzun yolculukları boyunca esneyip kızıla kayıyorlar. Soru ise şu, evrenin bu denli ucunda olan bir nesne nasıl bu kadar enerji yayabilir?
Bunun yanıtı gelişen teleskoplarla 1970'lerde geldi. Kuasarlar galaksilerin genç hallerini yansıtıyorlar. Çoğu galaksinin gelişiminin başında kuasar barındırdığı o zamanlar anlaşılmıştır. Süper kütleli kara delikler o denli fazla materyal kaynağına sahipki ortaya bu obur ışık devleri çıkıyor. Kuasarlar bu yüzden yakınımızda değil, evrenin bir ucundalar: Çünkü evren genişliyor ve kuasarlar uçlarda oluşan yeni genç galaksileri temsil ediyorlar.
Referanslar:
- https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/q/quasar
- https://public.nrao.edu/radio-astronomy/quasars
- https://www.space.com/17262-quasar-definition.html