Uluslararası bir araştırmacı ekibi, kara deliklerin göreceli jetleri nasıl başlattığını incelemek için aktif galaktik çekirdeklerin çok dalga boyu gözlemlerini kullandı. On altı kaynak, 2017’deki ilk kampanyası sırasında Horizon teleskopu ile gözlemlendi. Horizon teleskopu tarafından elde edilen aşırı çözüm, jetlerin bu galaksilerin merkezi süper kütleli kara deliklerine her zamankinden daha yakın çalışmalarını sağladı.
Ekip, çeşitli frekanslarda ve açısal ölçeklerde elde edilen sonuçları karşılaştırarak jetlerin hızlanmasını ve mıknatıslanmasını araştırdı. Çalışma, Bonn, Almanya’daki MPIFR’den bilim adamları ve Granada, İspanya’daki IAA-CSIC tarafından yönetildi ve şimdi yayınlandı. Astronomi ve Astrofizik.
Süper kütleli kara deliklerle aktif galaksilerin merkezlerindeki jetlerin evrimini anlamadaki doğruluğu değerlendirmek için, Jan Röder (MPIFR ve IAA-CSIC) tarafından yönetilen uluslararası bir araştırma ekibi, çok uzun temel dizisi ve küresel milimetre vlbi arrayını kullanarak olay ufuk teleskopu ile yapılan gözlemlerle karşılaştırıldı.
Bu karşılaştırmadan, jetlerin kara deliğin yakınındaki kökenlerinden birçok ışık yılına nasıl evrimleştiğini çıkarabilirler. Gökyüzünde belirli bir bölgeden yayılan, parlaklık sıcaklığı olarak ölçülen radyasyonun yoğunluğu, yayan jet plazması kara delikten daha uzakta hareket ettikçe genellikle artar.
“Bulgularımız, jetlerin nasıl davrandığına dair uzun süredir devam eden varsayımlara meydan okuyor,” diyor Röder. “On altı aktif galaktik çekirdeğin bir örneğini analiz ederek, bireysel özelliklerin etkisini azaltabildik ve daha geniş bir jet davranışını elde edebildik.”
En yaygın modelde, jetlerin sabit hızda hareket eden plazma içeren konik olduğu varsayılırken, jet plazmasının manyetik alan mukavemeti ve yoğunluğu merkezi motordan artan mesafe ile bozulur. Bu varsayımlara dayanarak, jetlerin gözlemlenebilir özellikleri hakkında tahminler yapılabilir.
“Bu temel model tüm jetler için mükemmel bir açıklama olamaz-büyük olasılıkla, sadece küçük bir kesir için. Jetlerin dinamikleri ve alt yapısı karmaşıktır ve gözlemsel sonuçlar astrofizik dejeneriklerden büyük ölçüde muzdarip olabilir.”
“Örneğin, birçok jetin hızlandığını biliyoruz. Ya plazmanın kendisi hızlanır ya da geometrinin bir etkisi olabilir: jet bükülürse, daha hızlı hareket izlenimi vererek bize daha doğrudan işaret edebilir.”
Proje ortak lider Maciek Wielgus, “On altı aktif galaktik çekirdekten oluşan bir örnek kullanarak, sadece bireysel kaynaklara bakmakla karşılaştırıldığında jetlerin davranışının daha geniş bir resmini elde edebildik. Bu şekilde, sonuçlar kendi benzersiz özelliklerinden etkilenmeye daha az eğilimlidir” diyor. Diyerek şöyle devam etti: “Jetlerin parlaklığının genellikle kara delikten artan mesafe ile arttığını ve hızlanmayı güçlü bir şekilde önerdiğini fark ettik.”
Küresel milimetre VLBI dizisinin MPIFR ve Avrupalı programcısından da Eduardo Ros, ara ölçekli gözlemlerin önemini vurgular: “” EHT tarafından sağlanan en yüksek çözünürlükler arasında sağlanan en yüksek çözünürlükler arasında sağlanan en yüksek çözünürlükler arasında, en yüksek “vlbi dizisi, en yüksek çözünürlükler arasında sağlanan en yüksek çözünürlükler arasında, daha uzun süredir ortaya çıktı. Rusen Lu ve işbirlikçileri Nisan 2023’te. “
Bazı galaksilerin parlak kalpleri olan aktif galaktik çekirdekler, süper kütleli kara deliklerle güçlendirilir. Güçlü plazma jetleri, bu nesnelerin bazılarından ortaya çıkıyor ve binlerce ışık yılını galaksiler arası alana ulaşıyor. Bu fenomenin arkasındaki karmaşık fiziği anlamak için, aşırı açısal çözünürlüğe sahip gözlemler gereklidir, bu da astronomların jetin kökenine yakın alana bakmasına izin verir.
Olay Horizon Teleskobu (EHT), kara delikleri ve jetlerini incelemek için gereken çözünürlüğü sağlayan Dünya’nın büyüklüğünde sanal bir teleskop oluşturmak için birlikte çalışan bir dizi radyo teleskopudur. EHT, yüzlerce bilim insanının uluslararası bir işbirliği tarafından işletiliyor ve Samanyolu (Sagittarius A*) ve M87 merkezlerinde ilk süper kütleli kara deliklerin ilk görüntülerini teslim etti. Bu ana hedeflerin yanı sıra, EHT 2017 kampanyası sırasında bir dizi aktif galaktik çekirdek gözlemledi.
Jetlerin evriminin ne kadar doğru – veya yanlış – olduğunu değerlendirmek için araştırmacılar EHT sonuçlarını aynı kaynakların önceki gözlemleriyle karşılaştırdı. Bunlar, EHT’den çok daha büyük mekansal ölçekleri araştıran çok uzun temel dizisi ve küresel milimetre VLBI dizisi ile gerçekleştirilmişti.
Bu karşılaştırmadan, jetlerin evrimini kökenlerine yakın, birçok ışık yılına kadar yıldızlararası alana çıkarmak mümkün oldu. Parlaklık sıcaklığı ile ölçülen belirli bir kaynaktan alınan katı açı başına radyasyon gücü, yayan jet plazması kara delikten daha uzağa ve daha uzağa doğru ilerledikçe yavaş yavaş artar.
Konik geometriden sapma gibi bu yeni gözlemler için alternatif açıklamalar olsa da, temel teorik model, jetlerin kökenlerine yakın özelliklerini tam olarak yeniden üretemez.
Röder, “Hızlanma mekanizmasını, enerji akışını, aktif galaktik çekirdeklerin jetlerindeki manyetik alanların rolünü ve geometrilerini tam olarak anlamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır. Genişleyen EHT dizisi, bu büyüleyici nesnelerdeki gelecekteki keşiflerde önemli bir rol oynayacaktır.”
MPIFR direktörü ve EHT işbirliğinin kurucu başkanı J. Anton Zensus, “Bu sonuçlar EHT’nin devam eden çalışmalarına dayanıyor ve küresel milimetre VLBI dizi çalışmalarıyla doğrulanıyor. Küresel ortaklıkların, son teknoloji teknolojilerinin ve bilimsel ilerleme için kalıcı araştırmaların önemini gösteriyorlar.
“Yeni teleskoplar ve yeni nesil ağlarla, bu büyüleyici kozmik fenomenler hakkındaki anlayışımızı derinleştirmeye devam edeceğiz.”
