Kozmik Gizemler Ortaya Çıktı: CSO’ların Kısa, Harika Yaşamları
Son araştırmalarda, Kompakt Simetrik Nesneler (CSO’lar), genç oldukları için değil, gelgit kesintisi olaylarıyla desteklenen kompakt ve kısa ömürlü jetleri nedeniyle kısa ömürlü olarak yeniden tanımlandı ve yaşam döngüleri ve süper kütleli nesnelerle etkileşimleri hakkında yeni bilgilere ulaşıldı.
Kompakt Simetrik Nesnelerin (CSO) radyo gözlemleri, kökenleri hakkında yeni ipuçları sağlıyor.
Kompakt Simetrik Nesneler (CSO) olarak bilinen belirsiz bir gökada sınıfına ilişkin yeni bir araştırma, bu nesnelerin tamamen göründükleri gibi olmadığını ortaya çıkardı.
Caltech liderliğindeki araştırma ekibi, CSO’ların genç olmadığı, aksine nispeten kısa yaşamlar sürdükleri sonucuna vardı.
CSO’lar, çekirdeklerinde süper kütleli kara deliklere ev sahipliği yapan aktif galaksilerdir. Bu devasa kara deliklerden zıt yönlerde neredeyse ışık hızında hareket eden iki jet fışkırıyor.
Ancak şiddetli jetlere sahip diğer galaksilerle karşılaştırıldığında, bu jetler çok uzak mesafelere uzanmıyor; çok daha kompaktlar.
Onlarca yıldır gökbilimciler CSO’ların genç olduğundan ve jetlerinin eninde sonunda daha uzun mesafelere uçacağından şüpheleniyorlardı.
Çok Uzun Temel Dizi (VLBA) tarafından çekilen bu görüntü, J1734+0926 olarak bilinen Kompakt Simetrik Nesneyi (CSO) göstermektedir. Kırmızı lekeler, görünmeyen bir kara delikten yayılan güçlü iki kutuplu jetin uçlarıdır.
Farklı Bir Galaktik Olgu
Araştırmayı yöneten Prof. Anthony Readhead, “Bu CSO’lar genç değil. Yetişkin bir insandan daha kısa bir yaşam sürmüş olmasına rağmen 12 yaşındaki bir köpeğe genç diyemezsiniz.”
“Bu nesneler, daha büyük jetlerin olduğu galaksilerde yaygın olan milyonlarca yıl yerine, binlerce yıl içinde yaşayıp yok olan, tamamen kendilerine ait ayrı bir türdür” diyor.
Yeni çalışmada ekip, 3 binden fazla CSO adayının literatürünü ve geçmiş gözlemlerini elden geçirdi, 64’ünün gerçek olduğunu doğruladı ve ilave 15 CSO belirledi.
Tüm bu nesneler daha önce Ulusal Bilim Vakfı (NSF) tarafından finanse edilen Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi’nin Çok Uzun Temel Çizgi Dizisi (VLBA) tarafından gözlenmiş ve bazıları diğer yüksek çözünürlüklü radyo teleskoplar tarafından da gözlemlenmişti.
Readhead, “VLBA gözlemleri astronomideki en ayrıntılı gözlemlerdir ve 160 km uzaklıktaki bir insan saçının genişliğini ölçmeye eşdeğer ayrıntılara sahip görüntüler sağlar” dedi.
Bu çizim Kompakt Simetrik Nesnelerin nasıl oluştuğunu göstermektedir. Büyük kütleli tek bir yıldız, kara deliğe çok yaklaştığında (solda) yutulur. Bu, kara deliğin ultra hızlı, iki kutuplu bir jet (ortada) fırlatmasına neden olur. Jet dışarıya doğru uzanır ve sıcak uçları radyo emisyonu olarak parlar (sağda).
CSO’ların Geçici Yaşamı
Ekip analizi sonucunda, CSO’ların jetleri 5 bin yıl veya daha kısa bir süre boyunca dışarı attığını ve ardından yok olduğu sonucuna varıyor.
Araştırma grubundan Dr. Vikram Ravi, “CSO jetleri çok enerjik jetler ama kapanıyor gibi görünüyorlar. Jetler kaynaktan akmayı bırakıyor” diyor.
Kısa ömürlü jetleri besleyen şeyin ne olduğuna gelince, bilim insanları bunun nedeninin, tek bir yıldızın süper kütleli bir kara deliğe çok yakın dolaşıp yutulması sonucu meydana gelen gelgit bozulması olayı (TDE) olduğuna inanıyor.
Çok Uzun Taban Çizgisi Dizisi (VLBA) tarafından çekilen bu görüntü, kırmızı şeritli lekeler halinde görünen iki süper kütleli kara deliği gösteriyor. Kara delikler eliptik bir galaksinin merkezindedir. Renkler radyo emisyonundaki farklı spektral eğimleri temsil ediyor; kırmızı ise kara delikleri çevreleyen en yoğun bölgeleri gösteriyor. Sağdaki kara delik muhtemelen yakın zamanda büyük bir yıldızı yutmuş ve bu da onun iki ultra hızlı jet fırlatmasına neden olmuştur. Bu jetlerin uçları, kara deliğin üstünde ve altında yeşil lekeler halinde görünüyor. J0405+3803 olarak adlandırılan bu nesne, Kompakt Simetrik Nesne olarak anılıyor çünkü jetleri, çok daha büyük jetlere sahip diğer kara deliklerle karşılaştırıldığında nispeten yakın (veya kompakt).
Gelgit Kesintisi Etkinlikleri: CSO’lara Güç Vermek
Readhead, “Tek bir yıldızın parçalandığını ve ardından tüm bu enerjinin kara deliğin etrafında döndüğü eksen boyunca jetlere yönlendirildiğini düşünüyoruz.”
“Dev kara delik bizim için görünmez olmaya başlıyor ve sonra bir yıldızı tükettiğinde bum! Kara deliğin yakıtı var ve onu görebiliyoruz” diyor.
Kompakt Simetrik Nesneler (CSO’lar) olarak adlandırılan kozmik nesneler muhtemelen tek, büyük bir yıldızın süper kütleli bir kara deliğe çok yakın dolaşıp parçalara ayrılmasıyla oluşur. Bu animasyonda vurgulanan süreç, 5 bin yıla kadar süren şiddetli iki kutuplu jetlerle sonuçlanıyor.
Readhead ilk olarak 1990’larda CSO’ların TDE’ler tarafından beslenebileceğinden şüphelendiğini ancak bu fikrin bilim camiası tarafından büyük ölçüde fark edilmediğini söylüyor.
Readhead, “Hipotez neredeyse unutuldu çünkü TDE’ler için gözlemsel kanıtların ortaya çıkmasından yıllar geçti” diyor. Orijinal hipotezi ortaya atıldığında yalnızca üç CSO bulunmuştu.
CSO’ları Yeniden Keşfetmek ve Tanımlamak
2020’lere gelince, radyo astronomisindeki farklı sorunları araştırmak için CSO’larla ilgili çalışmalarına ara veren Readhead, konuyu yeniden ele alma zamanının geldiğine karar veriyor.
Araştırma grubuyla literatürü tarayarak yanlışlıkla CSO olarak sınıflandırılan nesneleri ayıklıyorlar. Sonraki iki yıl boyunca ekip 3 binden fazla CSO adayını araştırarak verileri yalnızca gerçek CSO olma kriterlerine sahip düzinelerce nesneye indirgiyor.
Nihayetinde, CSO’ların, radyo dalga boylarında parlak bir şekilde parıldayan son derece güçlü jetler fırlatan Cygnus A galaksisi gibi devasa kardeşlerinden çok daha erken tükenen jetlere sahip tamamen farklı bir aile olduğu yönünde bir resim ortaya çıkmaya başlıyor.
Bu jetler her yönde yaklaşık 230 bin ışık yılı mesafeye kadar uzanıyor ve on milyonlarca yıl sürüyor. Buna karşılık, CSO jetleri en fazla yaklaşık 1 beş ışık yılı kadar uzağa uzanıyor ve yaklaşık 5 bin yıl içinde yok oluyor.
Galaktik Araştırmalar İçin Yeni Bir Cadde
Gökbilimcilere göre CSO jetleri muhtemelen süper kütleli bir kara deliğin herhangi bir yıldıza değil, önemli bir yıldıza çarpmasıyla oluşuyor.
Ravi, “Daha önce gördüğümüz TDE’ler yalnızca birkaç yıl sürdü. CSO’lara güç sağlayan dikkate değer TDE’lerin çok daha uzun süre dayandığını düşünüyoruz çünkü bozulan yıldızlar boyut olarak çok büyük” diyor.
Araştırmacılar, çeşitli CSO radyo görüntüleri koleksiyonunu analiz ederek, nesnelerin zaman içinde nasıl yaşlandığını takip edebildiklerini söylüyor; bu, tıpkı CSO jetlerinin nasıl geliştiğini gözlemlemek için hayatının fotoğraf albümüne bakması gibi.
Daha genç CSO’lardan kara deliklere daha yakın olanının daha kısa jetleri varken, daha eski nesnelerin kara deliklerinden daha uzağa uzanan jetleri olduğu sonucuna varılıyor.
Her ne kadar jetlerin çoğu yok olsa da, bilim insanları 100 nesneden birinin Cygnus A’nınki gibi uzun ömürlü olacağını tahmin ediyor.
Bu gibi nadir durumlarda, galaksiler büyük olasılıkla diğer galaksilerle birleşiyor, bu da büyük bir akış sağlayan çalkantılı bir süreç.
Readhead ve ekibinin keşifleri ek gözlemlerle doğrulanırsa CSO’lar, galaksilerin merkezlerindeki büyük kütleli yıldızların süper kütleli kara deliklerle nasıl etkileşime girdiğini incelemek için yepyeni bir yol sağlayacak.
Readhead, “Bu nesneler aslında kendi farklı kökenlerine sahip ayrı bir popülasyondur ve artık onların nasıl ortaya çıktıkları hakkında daha fazla bilgi edinmek bize kalmıştır.”
“Bu nesneleri milyonlarca yıl yerine yıllar, hatta on yıllar boyunca inceleyebilmek, süper kütleli kara deliklerin ve bunların barındırdığı birçok beklenmedik ve öngörülemeyen sürprizin incelenmesi için yepyeni bir laboratuvarın kapısını açtı” diyor.
