Süper Kütleli Kara Delik Toplama Diski Çizimi

Austin’deki McDonald Gözlemevi’ndeki Texas Üniversitesi’ndeki gökbilimciler alışılmadık derecede büyük bir kütle keşfettiler. Kara delik birinin kalbinde SamanyoluLeo I olarak adlandırılan cüce uydu gökadaları. Neredeyse kendi galaksimizdeki kara delik kadar büyük olan bulgu, tüm galaksilerin – evrenin yapı taşları – nasıl evrimleştiğine dair anlayışımızı yeniden tanımlayabilir. Çalışma, yakın tarihli bir sayısında yayınlandı. Astrofizik Dergisi.

Ekip, kendine özgü özelliği nedeniyle Leo I’i incelemeye karar verdi. Samanyolu yörüngesindeki çoğu cüce gökadanın aksine, Aslan I çok fazla karanlık madde içermez. Araştırmacılar Leo I’in karanlık madde profilini ölçtüler – yani karanlık madde yoğunluğunun galaksinin dış kenarlarından merkezine kadar nasıl değiştiğini. Bunu yıldızlar üzerindeki yerçekimini ölçerek yaptılar: Yıldızlar ne kadar hızlı hareket ederse, yörüngelerinde o kadar çok madde var. Ekip, özellikle karanlık madde yoğunluğunun galaksinin merkezine doğru artıp artmadığını bilmek istedi. Ayrıca, profil ölçümlerinin, bilgisayar modelleriyle birleştirilmiş eski teleskop verileri kullanılarak yapılan önceki ölçümlerle eşleşip eşleşmeyeceğini de bilmek istediler.

Samanyolu ve Uydu Gökadası Aslan I

McDonald Gözlemevi gökbilimcileri, Samanyolu’nun (ana görüntü) küçük bir uydu gökadası olan Leo I’in (iç kısım), neredeyse Samanyolu’nunki kadar büyük bir kara deliğe sahip olduğunu buldular. Aslan I, Samanyolu’ndan 30 kat daha küçüktür. Sonuç, gökbilimcilerin galaksi evrimi anlayışındaki değişiklikleri işaret edebilir. Kredi: ESA/Gaia/DPAC; SDSS (iç metin)

Yakın zamanda UT Austin doktora mezunu María José Bustamante tarafından yönetilen ekip, UT astronomları Eva Noyola, Karl Gebhardt ve Greg Zeimann’ın yanı sıra Almanya’nın Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü’nden (MPE) meslektaşları içeriyor.

Gözlemleri için McDonald Gözlemevi’nin 2,7 metrelik Harlan J. Smith Teleskopu üzerinde VIRUS-W adlı benzersiz bir alet kullandılar.

Ekip, geliştirilmiş verilerini ve karmaşık modellerini UT Austin’deki Texas Advanced Computing Center’daki bir süper bilgisayara beslediğinde şaşırtıcı bir sonuç aldılar.

“Modeller merkezde bir kara deliğe ihtiyacınız olduğunu haykırıyor; gerçekten çok fazla karanlık maddeye ihtiyacınız yok,” dedi Gebhardt. “Samanyolu’na düşen çok küçük bir galaksiniz var ve kara deliği yaklaşık Samanyolu’nunki kadar büyük. Kütle oranı kesinlikle çok büyük. Samanyolu baskındır; Leo I kara deliği neredeyse karşılaştırılabilir.” Sonuç emsalsiz.

Araştırmacılar, daha iyi veri ve süper bilgisayar simülasyonlarının bir kombinasyonu nedeniyle sonucun Leo I’in geçmiş çalışmalarından farklı olduğunu söyledi. Gökadanın merkezi, yoğun bölgesi, bireysel yıldızların hızlarına odaklanan önceki çalışmalarda çoğunlukla keşfedilmemiştir. Mevcut çalışma, geçmişte alınan birkaç hız için, düşük hızlara doğru bir önyargı olduğunu gösterdi. Bu da, yörüngeleri içinde yer alan çıkarsanan madde miktarını azalttı.

Harlan J. Smith Teleskopu

Austin McDonald Gözlemevi’ndeki Texas Üniversitesi’ndeki 2,7 metrelik (107 inç) Harlan J. Smith Teleskopu. Kredi: Marty Harris/McDonald Gözlemevi

Yeni veriler merkezi bölgede yoğunlaşmıştır ve bu önyargıdan etkilenmez. Yıldızların yörüngelerinde bulunan çıkarsanan madde miktarı fırladı.

Bustamante, “cüce küresel galaksilerde bu tür bir kara delik için bir açıklama bulunmadığından, bulgu gökbilimcilerin galaksi evrimi anlayışını sarsabilir” dedi.

Gebhardt, gökbilimcilerin karanlık maddenin galaksiler içinde nasıl dağıldığını anlamak için 20 yıl boyunca “cüce küresel galaksiler” olarak adlandırılan Leo I gibi galaksileri kullandıkları için sonuç daha da önemli. Bu yeni tip kara delik birleşmesi, yerçekimi dalgası gözlemevlerine aranacak yeni bir sinyal de veriyor.

Gebhardt, “Eğer Leo I’in kara deliğinin kütlesi yüksekse, bu, kara deliklerin devasa galaksilerde nasıl büyüdüğünü açıklayabilir” dedi. Bunun nedeni, zamanla, Leo I gibi küçük galaksiler daha büyük galaksilere düştükçe, daha küçük galaksinin kara deliği daha büyük galaksininkiyle birleşerek kütlesini arttırır.

Almanya’da MPE’de bir ekip tarafından inşa edilen VIRUS-W, şu anda bu tür bir karanlık madde profili çalışmasını yapabilen dünyadaki tek cihazdır. Noyola, birçok güney yarımküre cüce gökadasının onun için iyi hedefler olduğuna dikkat çekti, ancak hiçbir güney yarımküre teleskopu buna uygun değil. Ancak Dev Macellan Teleskobu (GMT) şimdi yapım aşamasında Şili, kısmen bu tür işler için tasarlandı. UT Austin, GMT’nin kurucu ortağıdır.

Referans: MJ Bustamante-Rosell, Eva Noyola, Karl Gebhardt, Maximilian H. Fabricius, Ximena Mazzalay, Jens Thomas ve Greg Zeimann, “Dwarf Spheroidal Leo I’de Karanlık Madde ve Merkezi Kara Delik Kütlesinin Dinamik Analizi”, 5 Kasım 2021 , Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ac0c79





#Samanyolu #Uydu #Gökadasında #Keşfedilen #Garip #Büyük #Kara #Delik