Rekor Kıran Kara Delik Rüzgarı: Işık Hızının Yüzde 30'uyla Uzayda Esiyor

Uzak bir kuasarda tespit edilen ekstrem bir ultraviyole akışı, süper kütleli kara delikler ile ev sahipleri olan galaksiler arasındaki güçlü etkileşimlere dair ezber bozan yeni ipuçları sundu. Güneş'ten bir milyardan fazla kat daha büyük bir kütleye sahip olan devasa bir kara deliğin, uzay boşluğuna gazı o kadar olağanüstü hızlarla püskürttüğü ortaya çıktı ki astronomlar bu akışın nasıl olup da yok olmadan hayatta kaldığını açıklamakta zorlanıyor.

York Üniversitesi öncülüğündeki araştırmacılar, bir süper kütleli kara deliğin yakınında şimdiye kadar tespit edilen en hızlı ultraviyole rüzgarı keşfetti. J2318 olarak adlandırılan uzak bir kuasardan kaynaklanan bu akış, ışık hızının yüzde 30'una ulaşan hızlara erişiyor. Bu veri, söz konusu rüzgarı gözlemlenen en ekstrem ultraviyole kuasar rüzgarı konumuna taşıyor. Keşif, evrenin en güçlü motorlarından birine nadir bir bakış sunarken, bilim insanlarının kara deliklerin tüm galaksilerin büyümesi ve evrimi üzerindeki etkilerini daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.

York Üniversitesi Profesörü Patrick Hall, kuasarın merkezindeki kara deliğin kütlesinin Güneş'in 1,7 milyar katı olduğunu, bunun tipik bir durum olduğunu ancak gazın ışık hızının yüzde 30'u gibi akıl almaz bir hızla dünyaya doğru hareket etmesinin kesinlikle alışılmadık bir durum olduğunu belirtti. The Astrophysical Journal'da yayımlanan bulgular, kozmik ölçekte daha önce rastlanmamış bir dinamizme işaret ediyor.

Pegasus takımyıldızında yer alan J2318, evrenin en parlak nesneleri arasında bulunan kuasarlar sınıfına ait. Kuasarlar, devasa miktardaki gazın süper kütleli bir kara deliğe doğru spiral çizerek çekilmesiyle oluşur ve bu süreçte tüm galaksilerden daha parlak olabilen akkor bir madde diski yaratır. Madde içeri doğru çekilirken, bir kısmı da çevre uzaya muazzam miktarda enerji taşıyan güçlü rüzgarlar şeklinde dışarı fırlatılır. Çalışmanın başyazarı Lucas Seaton, bu rüzgarın hızını dünyevi terimlerle anlatmak için "79. kategori bir kasırga" benzetmesini kullanarak, hızın dünyadaki hiçbir doğa olayına benzemediğini vurguladı.

X-ışını gözlemlerinde daha hızlı akışlar tespit edilmiş olsa da J2318, ultraviyole gözlemler alanında tüm rekorları altüst etti. Seaton, kuasarlarda gaz rüzgarlarının genellikle kuasarın yaydığı ışık tarafından kara delikten uzağa itildiğini, ancak J2318'deki rüzgarın ultraviyole dalga boylarında ışık hızının yüzde 30'una ulaşan hızlarda görülebildiğini belirtti.

Keşfin en büyüleyici ve gizemli yanı, bu rüzgarın teorik olarak gözlemlenmesinin çok zor olmasıdır. Gazı hızlandıran yoğun radyasyon, aynı zamanda atomlardan elektronları söküp atarak astronomların akışı tespit etmek için güvendiği kimyasal imzaları silebilmektedir. Buna rağmen, J2318'de araştırmacılar muazzam hızlarda hareket eden karbon ve silikon iyonlarının kanıtlarını görmeyi başardılar. Bu durum, ekstrem rüzgarların nasıl çalıştığını anlamaya çalışan teorisyenler için büyük bir bilmece oluşturuyor; çünkü fotonların gazı bu hızlara iterken aynı zamanda karbon ve silikon iyonlarını nasıl bozulmadan bıraktığı henüz açıklanamıyor.

Bu rekor kıran akış, tarihin en iddialı astronomik haritalama projelerinden biri olan Sloan Digital Sky Survey (SDSS) verileri kullanılarak ortaya çıkarıldı. İlk kritik ipucu, henüz lisans öğrencisiyken J2318'in sıra dışı bir nesne olabileceğini fark eden lisansüstü öğrenci Marianna Veltri'den geldi. Profesör Hall'un, lisans araştırmacısı Zezhou Zhu tarafından geliştirilen bir yazılımı kullanarak kuasarı incelemesinin ardından ekip, olağanüstü bir durumla karşı karşıya olduklarını anladı. Bulgular, Hawaii'deki sekiz metre çapındaki Frederick C. Gillett Gemini Teleskobu ile doğrulanarak kesinleştirildi.

Profesör Hall, SDSS'in ışığı spektrumlara ayırarak öğrencilerin bile sıra dışı kuasarları tespit etmesine olanak tanıdığını, eskiden bu tür keşiflerin sadece doktoralı astronomlar tarafından yapılabildiğini belirtti. Astronomlar için bu rüzgarların önemi, sadece kara deliğin kendisiyle sınırlı değil. Güçlü akışların gazı ısıtarak, yıldız oluşumunu bozarak ve maddeyi devasa mesafelere dağıtarak galaksilerin nasıl evrildiğini düzenlediğine inanılıyor. Kara delikler, merkezlerinde çok küçük bir yer kaplamalarına rağmen, ev sahibi galaksilerin geleceğini şekillendirebiliyor.

Çalışmanın ortak yazarlarından Washington Bothell Üniversitesi'nden Paola Rodríguez Hidalgo, bu ekstrem akışların modern astrofiziğin en önemli süreçlerinden birini açıklayabileceğini belirtti. Bu akışların, bir galaksinin aktif merkezi ile geri kalanı arasındaki "kayıp halka" olan geri bildirim mekanizması olarak görev yaptığını ifade eden Hidalgo, bu sürecin on yıllardır simülasyonlarda yer aldığını ancak gözlemlerle doğrulanması gerektiğini ekledi.

Araştırmacılar şu anda evren genelinde bu tür ekstrem rüzgarlara dair daha fazla örnek aramaya devam ediyor. Ancak J2318 gibi nesnelerin son derece nadir olduğu biliniyor. On yıllar süren gözlemler incelendiğinde bile bu hıza yaklaşan çok az sistem bulunabildi. Liliana Flores, J2318'den daha hızlı bir ultraviyole akışı bulmanın kolay olmayacağını ancak yakın evrenden görünür olan en uzak noktalara kadar aramaların süreceğini belirtti.