Gökbilimciler gerçek zamanlı olarak tekrar eden bir kara delik patlamasını yakalıyor

IC 3599 galaksisinin merkezindeki kara delik 35 yıl içinde üçüncü kez patladı ve bu sefer gökbilimciler onu yakından izliyorlardı. Yaklaşık 280 milyon ışıkyılı uzaklıktaki bir galaksi olan IC 3599, bunu daha önce 1990 ve 2010 yıllarında iki kez dramatik bir şekilde alevlendirdi, ancak her iki patlama da ancak söndükten sonra bir araya getirildi. Araştırmacılar bu patlamalardan birinin gerçek zamanlı olarak ortaya çıkışını ilk kez izliyorlar. Çoklu dalgaboyu analizini özetleyen makale şu adrese gönderildi: arXiv 10 Temmuz’da ön baskı sunucusu.

Patlamalar tekrarlandığı için onlara neyin sebep olduğunu merak etmek doğaldır. Bu dev patlamalar, ya birikim diskindeki bir dengesizlik ya da bir yıldızın kara delik tarafından parçalanmasıyla oluşan gelgit kesintisi olayları olarak tartışılıyor.

‘Hızlı’ izleme

1990 ve 2010’daki patlamaların ardından gökbilimciler, Neil Gehrels Swift Gözlemevi’ni (Swift) kullanarak 2013’ten itibaren bu kara deliği aylık olarak izlemeye başladılar. Ekim 2025’te veriler, IC 3599’un olağan “düşük” durumundan 50 kat daha parlak olduğunu gösterdi. Kuzey Kentucky Üniversitesi’nden D. Grupe liderliğindeki ekip, daha ayrıntılı araştırma yapmak için Swift, XMM-Newton ve Lick Gözlemevi, Xinglong Gözlemevi ve Kafkas Dağları Gözlemevi’ndeki (CMO) yer tabanlı teleskopları kullanarak takip gözlemleri gerçekleştirdi.

Ev sahibi galaksi kütle ilişkisini kullanarak kara deliğin kütlesinin yaklaşık 2 milyon güneş kütlesi olduğunu tahmin ettiler. Parlaklığın, kara deliğin maksimum teorik sınırda birikmesi durumunda beklenenle tutarlı olduğu bulundu. XMM-Newton teleskopu ile yapılan 120.000 saniyelik özel bir gözlem, X-ışını parlaklığının tekrarlanan bir düzende yukarı ve aşağı salındığını ve olası bir sürenin yaklaşık 7,4 saat olduğunu ortaya çıkardı.

Yerdeki teleskoplar (Lick, Xinglong, CMO), birçok yeni veya önemli ölçüde parlaklaştırılmış emisyon çizgilerini, özellikle de galaksi sessizken görülemeyen, yüksek derecede iyonize demirden gelen “koronal çizgileri” gösteren tayfları aldı. Bu, patlamanın kara deliğin yakın çevresinin çok ötesinde iyonlaştırıcı gaz olduğunu gösterebilir.

Diskteki kararsızlık

Analizden elde edilen birkaç ipucu göz önüne alındığında araştırmacılar, IC 3599’un tekrarlanan dev patlamalarının nedeni olarak birikim diskindeki radyasyon basıncı dengesizliğini öne sürüyorlar. Kara deliğin iç diskinde, ışığın kendisi gazı o kadar sert bir şekilde iter ki, bölge kararsız hale gelir. Gaz birikir, bir sınıra ulaşır ve içeriye doğru ani bir çöküşü tetikleyerek patlamaya neden olur. Disk daha sonra boşalır, soğur ve yavaş yavaş yeniden dolar; döngü tekrarlanır, ancak mükemmel bir şekilde sabitlenmiş bir zaman ölçeğinde değil.

Bilinen üç patlama arasındaki farklar farklıdır (yaklaşık 19,5 yıl, sonra yaklaşık 15,7 yıl). Ekip, düzenli aralıklarla meydana gelen gerçek anlamda periyodik bir mekanizmanın (sabit bir yörüngedeki diski tekrar tekrar rahatsız eden bir yıldız veya kompakt bir nesne gibi) çok daha az muhtemel olduğunu söylüyor.

Araştırmacılar makalelerinde bazı alternatif teorilerin hala tamamen göz ardı edilemeyeceğini açıklıyor. Bir yıldızın kara delik tarafından defalarca soyulması ve her seferinde biraz enerji kaybetmesi mümkündür, bu da yörüngesini giderek küçültebilir veya onu daha eliptik ve sallantılı hale getirebilir. Galaksinin, IC 3599’da görülenle aynı türden düzensiz parlaklaşma ve solmaya neden olabilecek, birbirinin yörüngesinde dönen iki kara deliğe ev sahipliği yapması da mümkündür. Ancak araştırmacılar, her iki fikrin de patlamaların belirli özelliklerini açıklamadığını belirtiyor.

Araştırmacılar, her 7,4 saatte bir X-ışını parlaklığındaki salınımın “özel dikkat” gerektirdiğini vurguluyor. Bu zaman çizelgesi, diğer birkaç aktif galakside görülen “yarı periyodik salınımlar” (QPO’lar) olarak bilinen bir olayla eşleşiyor; ancak veriler henüz tam olarak emin olmak için yeterince uzun değil ve bu olayların nedeni belirsizliğini koruyor.

Genel olarak, IC 3599’un kara deliğin mümkün olan maksimum parlaklığına yakın bir seviyede yanan kayıtlı patlaması, zengin X-ışını ve optik verilerle birlikte, olası tetikleyicinin dahili bir disk kararsızlığı olduğunu gösteriyor. Ekip şu sonuca varıyor: “Patlamanın zirvesinde Eddington sınırında biriken ve XMM-Newton patlama ışık eğrisindeki sıra dışı QPO benzeri desenle IC 3599, bize aşırı koşullar altında birikim fiziği konusunda benzersiz bilgiler sağlıyor.”