Astronomlar, Kara Deliklerin Ev Sahibi Galaksilerini Ölümüne Sürüklediğini Keşfetti

Astronomlar, NASA/ESA James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanarak süper kütleli kara deliklerin, ev sahibi galaksilerin yeni yıldızlar oluşturmak için ihtiyaç duyduğu yakıtı nasıl tüketebileceğini doğruladı.

Cambridge Üniversitesi’nin liderliğindeki uluslararası ekip, Webb’i kullanarak evrenin erken dönemlerinden, Büyük Patlama’dan yaklaşık iki milyar yıl sonra oluşmuş, Samanyolu büyüklüğünde bir galaksiyi gözlemledi. Bu galaksi, merkezinde süper kütleli bir kara deliğe sahip olmasına rağmen, ‘ölü’ durumda; yani yeni yıldızlar oluşturma yeteneği büyük ölçüde durmuş.

Cambridge Üniversitesi Kavli Kozmoloji Enstitüsü’nden ortak yazar Dr. Francesco D’Eugenio, “Önceki gözlemlerden bu galaksinin ‘sönmüş’ bir durumda olduğunu biliyorduk; yani boyutuna göre pek fazla yıldız oluşturmuyor ve kara delikle yıldız oluşumunun sonu arasında bir bağlantı olduğunu düşünüyoruz,” dedi. “Ancak Webb’e kadar, bu galaksiyi yeterince ayrıntılı olarak inceleyemedik ve bu sönmüş durumun geçici mi yoksa kalıcı mı olduğunu bilmiyorduk.”

Resmi adı GS-10578 olan ve ayrıntılı gözlemler için Pablo’nun Galaksisi olarak adlandırılan bu galaksi, evrenin bu erken döneminde oldukça büyük bir yapı: toplam kütlesi Güneşimizin kütlesinin yaklaşık 200 milyar katı ve yıldızlarının çoğu 12.5 ile 11.5 milyar yıl önce oluşmuş.

Kavli Kozmoloji Enstitüsü’nden ortak yazar Profesör Roberto Maiolino, “Erken evrende, çoğu galaksi bol miktarda yıldız oluşturuyor, bu yüzden bu kadar büyük ve ölü bir galaksiyi görmek ilginç,” dedi. “Bu kadar büyük bir boyuta ulaşacak kadar zaman bulabilmişse, yıldız oluşumunu durduran sürecin muhtemelen oldukça hızlı gerçekleşmiş olması gerekiyor.”

Webb ile yapılan gözlemler, galaksinin saatte yaklaşık 1,000 kilometre hızla büyük miktarda gaz püskürttüğünü ortaya koydu; bu hız, gazın galaksinin çekim kuvvetinden kurtulmasını sağlıyor. Bu hızlı hareket eden rüzgarlar, kara delik tarafından galaksinin dışına ‘itiliyor’.

Diğer galaksilerde kara delikler gaz bulutlarını hızla püskürtüyor olabilir, ancak bu gaz bulutları genellikle ince ve az kütleli. Webb, daha önceki teleskoplarla görülemeyen yeni bir rüzgar bileşenini tespit etti. Bu gaz, daha soğuk ve dolayısıyla daha yoğun olup, ışık yaymıyor. Webb’in üstün hassasiyeti, bu karanlık gaz bulutlarını galaksinin arkasındaki ışığı engelleyerek görmesini sağladı.

Galaksiden atılan gaz kütlesi, galaksinin yeni yıldızlar oluşturmaya devam etmesi için gereken miktardan daha büyük. Özünde, kara delik galaksiyi ‘aç bırakıyor’. Sonuçlar, Nature Astronomy dergisinde yayımlandı.

D’Eugenio, “Suçluyu bulduk,” dedi. “Kara delik bu galaksiyi öldürüyor ve onu uyutuyor; galaksinin yeni yıldızlar oluşturmak için ihtiyaç duyduğu ‘gıda’ kaynağını keserek.”

Önceki teorik modeller kara deliklerin galaksiler üzerinde bu tür etkiler yarattığını öngörmüştü, ancak Webb’e kadar bu etki doğrudan tespit edilememişti. Daha önceki modeller, yıldız oluşumunun sonunun galaksiler üzerinde şiddetli ve turbulanslı bir etkisi olduğunu öngörüyordu, bu da galaksinin şeklini bozuyordu. Ancak bu disk şeklindeki galaksinin yıldızları düzenli bir şekilde hareket ediyor, bu da her zaman böyle olmayabileceğini gösteriyor.

Maiolino, “Kara deliklerin galaksiler üzerinde büyük bir etkisi olduğunu biliyorduk ve belki de yıldız oluşumunu durdurmak yaygın bir durumdur, ancak Webb’e kadar bunu doğrudan doğrulayamadık,” dedi. “Bu, Webb’in erken evreni ve nasıl geliştiğini inceleme yeteneğimizde dev bir adım olduğunu gösteriyor.”

Gözlemler, Atacama Büyük Milimetre-Alt Milimetre Dizisi (ALMA) ile devam edecek ve galaksinin yıldız oluşumu için herhangi bir yakıtın hala saklanıp saklanmadığını ve süper kütleli kara deliğin galaksi çevresindeki etkisini daha ayrıntılı bir şekilde belirleyecek.

Araştırma, Royal Society, Avrupa Birliği, Avrupa Araştırma Konseyi ve Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (STFC) tarafından desteklenmiştir.

Bu yazı sciencedaily sitesinde yayınlanmıştır.