Gökbilimciler, süper kütleli bir kara deliği çevreleyen toz miktarı ile aşırı parlak galaksilerde üretilen radyo emisyonunun gücü arasında çarpıcı bir bağlantı buldular.
Newcastle Üniversitesi ve Birleşik Krallık’taki Durham Üniversitesi liderliğindeki uluslararası gökbilimcilerden oluşan ekip, evrendeki büyük ölçekli yapıya ilişkin beş yıllık bir araştırma yürüten Karanlık Enerji Spektroskopik Aracı’ndan (DESI) elde edilen yeni verileri kullandı. 3 milyon kuasar; süper kütleli kara delikler tarafından desteklenen son derece parlak galaksiler.
Daha fazla toz içeren ve dolayısıyla daha kırmızı görünen kuasarların, çok az toz içeren veya hiç toz içermeyen, çok mavi görünen kuasarlara kıyasla daha güçlü radyo emisyonuna sahip olma ihtimalinin daha yüksek olduğunu buldular.
Bilinen hemen hemen her galaksi, Samanyolu’muz da dahil olmak üzere merkezinde Güneşimizin milyonlarca ila milyarlarca kütlesine sahip kara delikler olan süper kütleli bir kara delik içerir. Bazı galaksilerin merkezinde, bu süper kütleli kara deliği besleyen ve büyüten, onu çok enerjik ve “aktif” yapan çok sayıda malzeme bulunur. Bu aktif galaksilerin en güçlü türü, Evrendeki en parlak nesnelerden bazıları olan “kuasarlar” olarak adlandırılır.
Çoğu kuasar, optik ve ultraviyole dalga boylarında çok parlak olan merkezi süper kütleli kara deliğin yörüngesinde dönen ve onu besleyen parlak madde diski nedeniyle çok mavi görünür. Ancak gökbilimciler, bu kuasarların önemli bir kısmının çok kırmızı göründüğünü buldular, ancak bu nesnelerin doğası hala tam olarak anlaşılmadı.
Bu kırmızı kuasarların fiziğini anlamak için, farklı dalga boylarındaki kuasar ışığını analiz etmek için kullanılabilecek “spektroskopik” ölçümler gereklidir. Kuasarın spektrumunun “şekli”, merkezi bölgeyi çevreleyen mevcut toz miktarını gösterebilir. Kuasarlardan gelen radyo emisyonunu gözlemlemek aynı zamanda merkezi süper kütleli kara deliğin enerjileri hakkında da bilgi verebilir; güçlü “rüzgarlar” mı yoksa çevredeki galaksiyi şekillendirebilecek “jetler” mi fırlatıyor?
Newcastle Üniversitesi’nden ve daha önce Durham Üniversitesi’nden Dr. Victoria Fawcett tarafından yürütülen bu yeni çalışma, yaklaşık 35.000 kuasar örneğindeki toz miktarını (kızarma) ölçmek ve bunu gözlemlenen radyo emisyonuna bağlamak için DESI’nin spektroskopik gözlemlerini kullanıyor. DESI’nin, Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması (SDSS) gibi benzer/önceki spektroskopik araştırmalarla karşılaştırıldığında çok daha aşırı kırmızı (tozlu) kuasarları gözlemleyebildiğini buldular. Ayrıca daha kırmızı kuasarların, tipik mavi kuasarlara kıyasla güçlü radyo emisyonuna sahip olma ihtimalinin çok daha yüksek olduğunu buldular.
Dr Fawcett şunları söylüyor: “DESI verilerinin inanılmaz kalitesini görmek ve daha önce nadir bulunan bu kırmızı kuasarlardan binlercesini keşfetmek gerçekten heyecan vericiydi. Bu çalışmanın, kırmızı kuasarları anlamamızda yapbozun birçok parçasını bir araya getirdiğini düşünüyorum. Bir kuasardaki toz ile onun radyo emisyonu arasında kesin bir bağlantı var. Bence bu, kırmızı kuasarların galaksilerin evriminde anahtar bir unsur olduğuna dair şu ana kadarki en güçlü kanıt.”
Bu kırmızılaşan radyo bağlantısı muhtemelen süper kütleli kara delikten uzaklaşan ve çevredeki toza çarparak şoklara ve radyo emisyonuna neden olan güçlü gaz çıkışlarından kaynaklanıyor. Bu çıkışlar eninde sonunda galaksinin merkez bölgesindeki tüm toz ve gazı uçuracak, mavi bir kuasar ortaya çıkaracak ve daha zayıf radyo emisyonuna yol açacak. Bu, kırmızı kuasarların galaksilerin evriminde daha genç, “patlama” aşaması olduğu yönünde ortaya çıkan tabloyla tutarlıdır. Kırmızı kuasarlar bu nedenle galaksilerin zaman içinde nasıl geliştiğini anlamak açısından son derece önemli olabilir.
Dr Fawcett şöyle devam ediyor: “Kırmızı kuasarlarla ilgili olarak, bu artan radyo emisyonundan nihai olarak kara delik rüzgarlarının mı yoksa radyo jetlerinin mi sorumlu olduğu gibi hala pek çok cevaplanmamış soru var. Bununla birlikte, DESI kırmızı kuasar örneklerinin önümüzdeki birkaç yıl içinde büyümeye devam etmesiyle birlikte, Araştırmanın sonucunda, bu kırmızı kuasarların doğasını tam olarak anlamanın eşiğinde olduğumuzdan eminim.”