Rus astrofizikçiler evrenin ilk zamanlarında bulunan büyük bir kara deliği incelediler

Rusya Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü'nden astrofizikçilerin de aralarında bulunduğu uluslararası bir bilim insanları grubu, Galaksimizde çok parlak ve çok uzak bir blazarı inceledi. Blazar, doğrudan Dünya'ya radyo dalgaları yayan süper kütleli bir kara deliktir. Araştırmacılar aslında geçmişe bakıyorlardı, zira bu kara delikten gelen sinyalin bize ulaşması 11 milyar yıl sürdü. Blazar, bilim insanlarına evrenimizin neredeyse 10 kat daha genç olduğu bir zamanı "aydınlattı". Bu, erken evrendeki madde yoğunluğunun şimdikinden çok daha fazla olduğu teorisini doğruladı ve bu da Büyük Patlama teorisini güçlendirdi. Çalışma, Rusya Bilimler Akademisi Özel Astrofizik Gözlemevi tarafından yayınlanan Astrophysical Bulletin dergisinde yayımlandı.

Öncelikle blazarların ne olduğunu ve sıradan karadeliklerden ve kuasarlardan nasıl farklı olduklarını hatırlayalım. Çoğu büyük galaksinin merkezinde, kütleleri Güneş'imizin milyonlarca ila milyarlarca katı arasında değişen süper kütleli kara delikler bulunur. Madde (gaz, toz, yıldızlar) böyle bir kara deliğin üzerine düştüğünde, bir yığılma diski oluşturur; bu, tüm elektromanyetik spektrum boyunca yoğun bir şekilde radyasyon yayan sıcak bir yapıdır. Kuasarlar aktif galaktik çekirdeklerin en güçlü ve en parlak olanlarıdır. Bunların parlaklığı, yüz milyarlarca yıldızdan oluşan ana galaksinin parlaklığından binlerce kat daha fazla olabilir. Kuasarlar o kadar parlaktır ki gözlemlenebilir evrenin en uç noktalarından bile görülebilirler. Bazı kuasarlar (bunların sadece %10-15 kadarı var) aynı zamanda “radyo gürültülüdür”, yani radyo aralığında güçlü radyasyon yayarlar. Bu radyasyon, ışık hızına yakın hızlarda merkezi kara deliğin çevresinden fırlatılan dar plazma ışınları olan jetlerde üretilir. İşte, jetleri neredeyse tam olarak Dünya'ya yönelmiş, bilinen tüm karadelik tipleri arasında daha yüksek parlaklığa sahip olan radyo-gürültülü kuasarlara bilim insanları tarafından blazar adı veriliyor. Parlaklıklarındaki değişkenlik, sert gama ve X-ışını radyasyonundan radyo dalgalarına kadar tüm elektromanyetik aralıkta gözleniyor ve bu da bunların çok uzak mesafelerden kaydedilebilmesini sağlıyor.

MIPT'nin MK'ye bildirdiğine göre, çeşitli bilimsel gruplar, bizden 11 milyar ışık yılından daha uzakta bulunan PKS 1614+051 blazarını 27 yıl boyunca gözlemledi. Bu hedeflere ulaşmak için bilim insanları etkileyici bir gözlem araçları seti kullandılar: Rusya Bilimler Akademisi Özel Astrofizik Gözlemevi'ne ait benzersiz Rus radyo teleskobu RATAN-600 ve 6. ana aynaya sahip Büyük Azimut Teleskobu (BTA), Buryatya'daki Rusya Bilimler Akademisi Uygulamalı Astronomi Enstitüsü'ne ait iki adet 32 ​​metrelik radyo teleskopu RT-32, Kırım'daki 22 metrelik radyo teleskopu RT-22, Rusya ve ABD'de bulunan bir dizi optik teleskop.

Bilim insanlarının şu an bu kaynaktan aldığı radyasyon, Evren şu anki yaşının yalnızca %10-15'i kadarken yayılmıştı.

MIPT'deki Evrenin Göreli Nesnelerinin Temel ve Uygulamalı Araştırma Laboratuvarı'nda araştırma görevlisi olan Alexander Popkov, araştırma hakkında konuştu.

– Gözlemlenen blazarda ilginç ve sıra dışı olan nedir?

- Bu, iyi gözlemlenen blazarların bizden en uzak olanıdır. Bu tip blazarlara ilişkin bilim insanları tarafından oluşturulan tüm hipotez ve modelleri test ettik. Ayrıca analizler yoluyla ilk kez bu kara deliğin etrafında dönen büyük bir hidrojen bulutunun olduğunu ortaya çıkarabildik. Bunun, evrenin çok daha yoğun olduğu erken dönemlerde de aynı şekilde gerçekleşmesi bekleniyordu. Birçok yeni yıldız ve kara delik oluştu, helyum daha az, hidrojen daha fazlaydı. İlk genç yıldızlar neredeyse tamamen hidrojenden oluşuyordu. Çok büyüklerdi, çok kısa bir süre yaşadılar ve patladılar.

- Peki yıldızlar şimdi nelerden oluşuyor?

– Güneşimiz üçüncü kuşak yıldızlardır, hidrojen, çok daha fazla helyum ve ağır elementler içerir. Yeni nesil yıldızlar arasındaki bir diğer fark ise, ilk nesil yıldızlara göre daha seyrek oluşmalarıdır. Bunun nedeni, uzayda bunların doğabileceği madde ve gaz bulutlarının çok daha az olmasıdır.

– PKS 1614+051 blazarını gözlemleyerek geçmişi görebildiğinizi söyleyebilir miyiz?

- Evet, doğru. Bu konuda farklı bilim çevrelerinden gelen tüm bilgileri gözlemliyor ve özetliyoruz. İlk kez optik ve radyo frekans verilerini birleştirdik. Özellikle blazarın çevreyle etkileşime girerek yayılım yapması ve bu ortamın, yani hemen yanında bulunan hidrojen bulutunun çok hızlı dönmesi dikkat çekicidir.

– Bu bilgi, “dünyanın yaratılışı” modelinin oluşturulmasına nasıl yardımcı olabilir?

– Öncelikle, süper kütleli kara deliklerin ortaya çıktığı dönemde Evren'in gelişimine ilişkin daha doğru bir model oluşturulmasına yardımcı olacaklar ve belki de karanlık madde ve karanlık enerjinin nasıl oluştuğu sorusuna cevap verecekler. Şu anda sıradan maddeyle zayıf veya hiç etkileşime girmeyen karanlık madde parçacıklarının farklı modelleri mevcut ve bunların kendi kümelerini ve oluşumlarını oluşturup oluşturamayacaklarını bilmiyoruz.

PKS 1614+051'i yaklaşık otuz yıldır gözlemlemek, erken Evren'deki dev bir kozmik motorun yaşamını anlatan, ancak çok ağır çekimde olan bir filmi izlemek gibiydi.