eso2203tr — Bilim Bülteni

Kozmik toz halkasında gizlenen süper kütleli kara delik yakalandı

16 Şubat 2022

Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskop Girişimölçeri (ESO VLTI) Messier 77 gökadasının merkezinde gözlenen kozmik toz bulutunun bir süper kütleli bir kara delik gizlediği anlaşıldı. Bulgular yaklaşık 30 yıl önce yapılan tahminleri doğrularken, gökbilimcilere de evrendeki en parlak ve gizemli nesneler olan “aktif gökada çekirdekleri” hakkında yeni bilgiler sağlayacak.

Aktif gökada çekirdekleri (AGNs) bazı gökadaların merkezlerinde bulunurken, aşırı enerji yüklerini süper kütleli kara deliklerden sağlamaktadırlar. Bu kara delikler çok yüksek miktarda kozmik toz ve gazla beslenir. Yenilip yok olmadan önce bu madde kara deliğe doğru sarmal bir yol izler ve sonrasında gökada içindeki tüm yıldızları geride bırakacak yüklü miktarda enerji salınımı ortaya çıkar.

Bu parlak nesnelerin ilk kez 1950’lerde bulunmasından bu yana gökbilimciler AGN’leri merak ediyorlar. Şimdi ise ESO’nun VLTI tesisi sayesinde Hollanda, Leiden Üniversitesi’nden Violeta Gámez Rosas liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, nasıl çalıştıkları ve yakından neye benzediklerini anlamak üzere bu nesneleri gözledi. Elde edilen sonuçlar bugün Nature dergisinde yayımlandı.    

Messier 77 veya diğer adıyla NGC 1068’ gökadasının merkezini ayrıntılı bir şekilde gözleyen Gámez Rosas ve ekibi süper kütleli kara deliğin gizlendiği kalın bir kozmik gaz ve toz bulutu tespit etti. Bu keşif AGN’lerin Birleşik Modeli olarak bilinen 30 yıllık bir teoriyi için önemli bir destek anlamına geliyor.

Gökbilimciler AGN’lerin farklı türleri olduğunu biliyor. Örneğin bazıları radyo dalgaları şeklinde patlama salınımları yaparken bazıları yapmıyor; belirli AGN’ler görünür ışıkta parıldarken, Messier 77’deki gibi diğerleri daha sessizler. Birleşik Model’e göre tüm farklarına rağmen tüm AGN’ler benzer temel yapıya sahip: kalın bir toz halkasıyla çevrili süper kütleli bir kara delik.

Bu modele göre AGN’lerin görünüşleri arasındaki fark Dünya’dan gözlediğimiz kara delik ve onun kalın halkasının yönelimi sonucu ortaya çıkıyor. Gördüğümüz AGN’nin türü halkanın kara deliği bakış doğrultumuza göre ne kadar örttüğüne, bazı durumlarda ise tamamen gizlemesine bağlıdır.  

Gökbilimciler daha önce de Birleşik Model’i destekleyen bazı kanıtlara sahipti, Messier 77’nin merkezindeki ılık tozun tespiti gibi. Ancak, bu tozun bir kara deliği tümüyle gizlediği ve bu sayede AGN’nin görünür ışıkta diğerlerine göre daha sönük olmasını açıklayan kuşkular giderilmemişti.

“Toz bulutlarının gerçek doğası ve hem kara deliği beslerken hem de Dünya’dan gözlendiklerinde nasıl görüneceklerini belirlemeleri konusundaki rolleri, son otuz yıldır devam eden AGN araştırmalarındaki temel sorulardır,” diye açıklıyor Gámez Rosas. “Tek bir sonuçla elimizdeki tüm soruları yanıtlayamazken, AGN’lerin nasıl çalıştıklarını anlamak üzere büyük bir adım atmış olduk.

Gözlemler, ESO’nun Şili’deki Atacama Çölü’nde bulunan VLTI tesisine bağlı MATISSE aygıtının kullanımı ile mümkün oldu. MATISSE girişimölçümü adı verilen bir yöntemle ESO’nun dört adet 8.2-metrelik Çok Büyük Telesobu’ndan gelen kırmızı ötesi ışık birleştirmektedir. Ekip MATISSE’yi kullanarak Balina takımyıldızı doğrultusunda, 47 milyon ışık-yılı uzaklıktaki Messier 77’nin merkezini görüntüledi.

MATISSE geniş bir aralıkta kırmızı ötesi dalgaboyunda çalışarak toz boyunca gözlem yapabilmekte ve hassas sıcaklık ölçümlerine ulaşabilmektedir. VLTI’nın çok büyük bir girişimölçer olması gerçeği ile Messier 77 gibi gerçekten uzak gökadalarda neler olduğunu anlayabilecek imkanlara sahibiz. Elde ettiğimiz görüntülerde bölgedeki sıcaklık değişimlerini ve kara deliğin etrafındaki toz bulutlarının emilimini takip edebiliyoruz,” diyor Leiden Üniversitesi’nden eş-yazar Walter Jaffe.  

Tozun sıcaklığında kara delikten gelen yoğun ışımanın neden olduğu değişimleri (oda sıcaklığından 1200 °C’ye kadar), soğurma haritaları ile birleştiren ekip, tozun ayrıntılı bir görüntüsünü elde ederek kara deliğin nerede olması gerektiğini saptadı. İçte kalın bir halka, dışta daha geniş yapıdaki toz ve onun merkezinde konumlanan kara delik bu haliyle Birleşik Modeli destekliyor. Ekip resmi tamamlayabilmek için ESO eş-sahipli Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi ve Ulusal Radyo Gökbilim Gözlemevi’nin Çok Uzun Hat Dizgesi ile alınan verileri de kullandı.  

Sonuçlarımız AGN’lerin daha iyi anlaşılmasına ve içsel işleyişlerine ışık tutacak,” diyor son olarak Gámez Rosas. “Ayrıca merkezinde önceden aktif olan bir süper kütleli kara delik bulunduran Samanyolu’nun tarihini daha iyi anlamamıza yardımcı olarak.

Araştırmacılar şimdi ESO’nun VLTI tesisini kullanarak daha fazla gökada örneği gözlemek ve Birleşik Model’i destekleyen kanıtlara ulaşmak istiyor.

Fransa, Nice’teki Côte d’Azur Gözlemevi’nden MATISSE proje yürütücüsü ve ekip üyesi Bruno Lopez şöyle diyor: “Önemli bir AGN türü olan Messier 77, gözlem programımızı genişleterek MATISSE’nin daha geniş AGN örnekleri ile başa çıkması için optimize edilmesi adına harika bir motivasyon kaynağı oldu.

Gözlemlerine bu on yılın sonunda başlayacak olan ESO’nun Aşırı Büyük Teleskobu (ELT) da bu araştırmalara dahil olarak, ekibin bulgularını tamamlayacak sonuçlara ulaşacak ve AGN’ler ile gökadalar arasındaki etkileşime ışık tutacaktır.  

Daha fazla bilgi

Bu araştırma “Thermal imaging of dust hiding the black hole in the Active Galaxy NGC 1068” (doi: 10.1038/s41586-021-04311-7) başlıklı bir makale olarak Nature dergisinde yayımlanmak üzere sunulmuştur.

Araştırma ekibinde Violeta Gámez Rosas (Leiden Observatory, Leiden University, Netherlands [Leiden]), Jacob W. Isbell (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germany [MPIA]), Walter Jaffe (Leiden), Romain G. Petrov (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, France [OCA]), James H. Leftley (OCA), Karl-Heinz Hofmann (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Germany [MPIfR]), Florentin Millour (OCA), Leonard Burtscher (Leiden), Klaus Meisenheimer (MPIA), Anthony Meilland (OCA), Laurens B. F. M. Waters (Department of Astrophysics/IMAPP, Radboud University, the Netherlands; SRON, Netherlands Institute for Space Research, the Netherlands), Bruno Lopez (OCA), Stéphane Lagarde (OCA), Gerd Weigelt (MPIfR), Philippe Berio (OCA), Fatme Allouche (OCA), Sylvie Robbe-Dubois (OCA), Pierre Cruzalèbes (OCA), Felix Bettonvil (ASTRON, Dwingeloo, the Netherlands [ASTRON]), Thomas Henning (MPIA), Jean-Charles Augereau (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Institute for Planetary sciences and Astrophysics, France [IPAG]), Pierre Antonelli (OCA), Udo Beckmann (MPIfR), Roy van Boekel (MPIA), Philippe Bendjoya (OCA), William C. Danchi (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA), Carsten Dominik (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, The Netherlands [API]), Julien Drevon (OCA), Jack F. Gallimore (Department of Physics and Astronomy, Bucknell University, Lewisburg, Pennsylvania, USA), Uwe Graser (MPIA), Matthias Heininger (MPIfR), Vincent Hocdé (OCA), Michiel Hogerheijde (Leiden; API), Josef Hron (Department of Astrophysics, University of Vienna, Austria), Caterina M.V. Impellizzeri (Leiden), Lucia Klarmann (MPIA), Elena Kokoulina (OCA), Lucas Labadie (1st Institute of Physics, University of Cologne, Germany), Michael Lehmitz (MPIA), Alexis Matter (OCA), Claudia Paladini (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO-Chile]), Eric Pantin (Centre d'Etudes de Saclay, Gif-sur-Yvette, France), Jörg-Uwe Pott (MPIA), Dieter Schertl (MPIfR), Anthony Soulain (Sydney Institute for Astronomy, University of Sydney, Australia [SIfA]), Philippe Stee (OCA), Konrad Tristram (ESO-Chile), Jozsef Varga (Leiden), Julien Woillez (European Southern Observatory, Garching bei München, Germany [ESO]), Sebastian Wolf (Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Kiel, Germany), Gideon Yoffe (MPIA), ve Gerard Zins (ESO-Chile) yer almaktadır.

MATISSE’nin tasarımı, inşası ve finansı ESO ile yakın işbirliğinde Fransa (.-L. Lagrange Laboratory — INSU-CNRS — Côte d’Azur Observatory — University of Nice Sophia-Antipolis), Almanya (MPIA, MPIfR and University of Kiel), Hollanda (NOVA and University of Leiden), ve Avusturya’daki (University of Vienna) enstitülerden oluşan bir konsorsiyum tarafından sağlanmıştır. Aygıtın üretim aşamasında Konkoly Gözlemevi ve Cologne Üniversitesi de destek vermiştir.

Avrupa Güney Gözlemevi (ESO) dünya genelindeki bilim insanlarına, tümünün faydasına olacak şekilde, Evren’in gizemlerini keşfetme fırsatı sunmaktadır.  Araştırmacıların heyecan verici sorulara yanıt aradıkları ve gökbilimine olan merakı yaygınlaştırdığı, yer konuşlu birinci sınıf gözlemevlerini tasarlayıp, inşasını ve işletilmesini gerçekleştirerek gökbilimde küresel iş birliğini destekliyoruz. 1962 yılında hükümetler-arası bir kurum olarak kurulan ESO, bugün 16 Üye Ülke (Avusturya, Belçika, Çekya, Danimarka, Fransa, Finlandiya, Almanya, İrlanda, İtalya, Hollanda, Polonya, Portekiz, İspanya, İsveç, İsviçre ve Birleşik Krallık), ev sahibi olarak Şili ve Stratejik Ortak olarak Avustralya tarafından desteklenmektedir. ESO’nun genel merkezi ile ziyaretçi merkezi ve ESO Süpernova planetaryumu Almanya’daki Münih yakınlarında yer alırken, gökyüzünü gözlemek için eşsiz koşullara sahip olan Şili’deki Atacama Çölü teleskoplara ev sahipliği yapmaktadır. ESO üç farklı gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal’da Çok Büyük Teleskop ve onun Girişimölçerini, ek olarak iki tarama teleskobu olan, kırmızı-ötesinde çalışan VISTA ile görünür ışıktaki VLT Tarama Teleskobu’nu işletmektedir. Yine Paranal’da ESO dünyanın en büyük ve en duyarlı gama-ışın gözlemevi olan Cherenkov Teleskop Dizgesi Güney’e ev sahipliği yapacak ve işletecektir. Uluslararası ortakları ile ESO Chajnantor’da gökyüzünü milimetre ve milimetre-altı aralığında gözleyen iki tesis olan APEX ve ALMA’yı işletmektedir. Paranal yakınlarındaki Cerro Armazones’te “dünyanın gökyüzünü izleyen en büyük gözü” olacak ESO’nun Aşırı Büyük Teleskobu’nu inşa ediyoruz. Şili Santiago’daki ofislerimizden ülkedeki operasyonlarımızı destekleyerek Şili toplumunu ve ortaklarımızı ilgili süreçlere dahil ediyoruz.

ESO Basın Bültenlerinin çevirileri ESO Bilim Toplum Ağı’nda (ESON) bulunan ESO üyesi ve diğer ülkelerdeki bilim toplum uzmanları ve bilim iletişimcileri tarafından gerçekleştirilmektedir. ESON Türkiye çeviri ekibinde Orta Doğu Teknik Üniversitesi (Ankara) ve Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi’nden (Mersin) uzman kişiler yer almaktadır.

Bağlantılar

İletişim

Arif Solmaz
Çağ Üniversitesi - Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi
Mersin, Türkiye
Tel: +90 324 651 48 00
E-posta: arifscag@gmail.com

Violeta Gámez Rosas
Leiden University
Leiden, the Netherlands
Tel: +31 71 527 5737
E-posta: gamez@strw.leidenuniv.nl

Walter Jaffe
Leiden University
Leiden, the Netherlands
Tel: +31 71 527 5737
E-posta: jaffe@strw.leidenuniv.nl

Bruno Lopez
MATISSE Principal Investigator
Observatoire de la Côte d’ Azur, Nice, France
Tel: +33 4 92 00 30 11
E-posta: Bruno.Lopez@oca.eu

Romain Petrov
MATISSE Project Scientist
Observatoire de la Côte d’ Azur, Nice, France
Tel: +33 4 92 00 30 11
E-posta: Romain.Petrov@oca.eu

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Cep: +49 151 241 664 00
E-posta: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso2203.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso2203tr
Adı:M 77, Messier 77
Tür:Local Universe : Galaxy : Activity : AGN
Facility:Very Large Telescope Interferometer
Instruments:MATISSE
Science data:2022Natur.602..403G

Görüntüler

Galaxy Messier 77 and close-up view of its active centre
Galaxy Messier 77 and close-up view of its active centre
sadece İngilizce
A close-up view of Messier 77’s active galactic nucleus
A close-up view of Messier 77’s active galactic nucleus
sadece İngilizce
Dazzling galaxy Messier 77
Dazzling galaxy Messier 77
sadece İngilizce
Artist’s impression of the active galactic nucleus of Messier 77
Artist’s impression of the active galactic nucleus of Messier 77
sadece İngilizce
The active galaxy Messier 77 in the constellation of Cetus
The active galaxy Messier 77 in the constellation of Cetus
sadece İngilizce
Wide-field image of the sky around Messier 77
Wide-field image of the sky around Messier 77
sadece İngilizce

Videolar

Uncovering a Black Hole in an Immense Dust Cloud (ESOcast 251 Light)
Uncovering a Black Hole in an Immense Dust Cloud (ESOcast 251 Light)
sadece İngilizce
Artist’s animation of the active galactic nucleus of Messier 77
Artist’s animation of the active galactic nucleus of Messier 77
sadece İngilizce
The Unified Model of active galactic nuclei
The Unified Model of active galactic nuclei
sadece İngilizce