Süper kütleli kara deliklerin 'Büyük birleşmesi' keşfedildi

Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü öncülüğündeki araştırmacılar, Markarian 501 galaksisinin merkezinde iki süper kütleli kara deliğin birleşme sürecine dair güçlü kanıtlar elde etti.

Uluslararası bir araştırma ekibi, galaksilerin büyüme süreçlerini anlamaya yönelik önemli bir bulguya ulaştı. Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü öncülüğünde yürütülen çalışmada, Markarian 501 galaksisinin merkezinde iki süper kütleli kara deliğin birleşme sürecinde olabileceğine dair yeni veriler elde edildi. Herkül takımyıldızında yer alan Markarian 501, uzun süredir güçlü parçacık jetleri ve aktif merkeziyle gökbilimcilerin dikkatini çeken galaksiler arasında bulunuyor. Yeni çalışma, bu sistemin merkezinde tek bir kara delik yerine birbirine yakın yörüngede hareket eden iki dev kara deliğin yer alabileceğini gösteriyor.GALAKSİLERİN BÜYÜMESİNE DAİR ÖNEMLİ İPUCUBilim insanları, büyük galaksilerin merkezinde Güneş’in milyonlarca ya da milyarlarca katı kütleye sahip süper kütleli kara delikler bulunduğunu biliyor. Ancak bu kara deliklerin bu ölçekte nasıl büyüdüğü hâlâ astrofiziğin temel sorularından biri. Kara deliklerin yalnızca çevrelerindeki gazı yutarak büyümesi, bu büyüklüklere ulaşmaları için tek başına yeterli görülmüyor. Bu nedenle galaksi birleşmeleri ve ardından gelen kara delik birleşmeleri, süper kütleli kara deliklerin büyümesinde temel mekanizmalardan biri olarak değerlendiriliyor. Markarian 501’den elde edilen yeni veriler, bu sürecin son aşamalarına dair somut kanıtlar sunması bakımından önem taşıyor.23 YILLIK RADYO VERİSİ İNCELENDİAraştırma ekibi, Markarian 501’in merkezindeki hareketliliği anlamak için 23 yıla yayılan yüksek çözünürlüklü radyo gözlemlerini analiz etti. Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nden Silke Britzen liderliğindeki ekip, galaksinin merkezinden neredeyse ışık hızında çıkan güçlü parçacık jetlerini izledi. Uzun dönemli veri setlerinde beklenmedik biçimde ikinci bir jet yapısı tespit edildi. Araştırmacılar, bu ikinci jetin ve tüm jet sistemindeki hareketin, merkezde birbirinin etrafında dönen iki kara delik senaryosuyla açıklanabileceğini belirtiyor. Britzen, ikinci bir jeti yalnızca görmenin değil, hareketini de takip edebilmenin kendileri için sürpriz olduğunu ifade etti. Jet sisteminin tamamının hareket halinde olduğunu belirten Britzen, bunun yörünge düzlemi sallanan iki kara delikli bir sistemle uyumlu olduğunu söyledi.EINSTEIN HALKASI BENZERİ GÖRÜNTÜHaziran 2022’de yapılan gözlem, sistemin yapısına ilişkin daha net bir tablo sundu. Araştırmacılar, yayılan radyasyonun Dünya ile hizalanma nedeniyle bozulmuş halka benzeri bir formda görüldüğünü bildirdi. Bu durum, ön plandaki kara deliğin kütleçekim merceği gibi davranarak arkasındaki jetin ışığını bükmesiyle açıklanıyor. Gözlenen yapı, sistemde iki süper kütleli kara deliğin bulunabileceğine dair kanıtları güçlendirdi. Verilere göre iki kara delik yaklaşık 121 günde bir birbirlerinin etrafında dönüyor. Aralarındaki mesafenin, Güneş ile Dünya arasındaki uzaklığın yaklaşık 250 ila 540 katı arasında olduğu tahmin ediliyor.1 MİLYAR GÜNEŞ KÜTLESİNE SAHİP Araştırmacılar, sistemdeki iki kara deliğin toplam kütlesinin 100 milyon ila 1 milyar Güneş kütlesi aralığında olabileceğini değerlendiriyor. Bu kadar büyük kütleli cisimler için daralan yörünge, birleşmenin kozmik ölçekte kısa sayılabilecek bir zaman içinde gerçekleşebileceğine işaret ediyor. Markarian 501’in Dünya’ya uzaklığı nedeniyle iki kara deliğin doğrudan optik olarak ayrıştırılması mümkün değil. Olay Ufku Teleskobu gibi gelişmiş sistemler bile bu yapıyı doğrudan görüntülemek için yeterli çözünürlüğe sahip değil.BİRLEŞME SÜRECİ TAKİP EDİLECEKBu nedenle bilim insanları, sistemi yerçekimi dalgaları üzerinden izlemeyi planlıyor. Pulsar Zamanlama Dizileri adı verilen yöntemle, kara deliklerin daralan yörüngesinden kaynaklanabilecek sinyallerin takip edilmesi hedefleniyor. Çalışmanın ortak yazarlarından Héctor Olivares, yerçekimi dalgalarının tespit edilmesi halinde iki dev kara deliğin çarpışmaya doğru ilerlerken frekanslarının arttığının gözlemlenebileceğini belirtti. Olivares’e göre Markarian 501, süper kütleli kara delik birleşmelerinin nasıl gerçekleştiğini izlemek için nadir bir fırsat sunuyor. Araştırmacılar, Markarian 501’in 2023’te tespit edilen yerçekimi dalgası arka planının olası kaynaklarını somut bir sistemle ilişkilendirmek açısından güçlü adaylardan biri olduğunu belirtiyor.