Kara deliklerin evrensel beslenme kuralı çözüldü: Jetler %2 eşiğinde harekete geçiyor

Curtin Üniversitesi Uluslararası Radyo Astronomi Araştırma Merkezi (ICRAR) ve Forrest Araştırma Vakfı’ndan Dr. Adelle Goodwin liderliğindeki ekip, farklı kütlelerdeki kara deliklerin uzaya güçlü madde akışları, yani jetler fırlatırken aynı fiziksel kuralları izlediğini ortaya koydu.

Princeton İleri Araştırmalar Enstitüsü’nden Dr. Andrew Mummery’nin ortak yazarı olduğu çalışma, Nature Astronomy dergisinde yayımlandı.

KÜTLEDEN BAĞIMSIZ DAVRANIŞ 

Araştırmada, Güneş’in yaklaşık 10 katı kütleye sahip küçük kara delikler ile milyonlarca Güneş kütlesindeki süper kütleli kara delikler karşılaştırıldı. Gökbilimciler, aralarında milyonlarca kat kütle farkı bulunan bu sistemlerin benzer kurallarla çalıştığından uzun süredir şüpheleniyordu. Ancak dev kara deliklerdeki değişimlerin normal koşullarda binlerce yıllık gözlem gerektirmesi, teorinin sınanmasını zorlaştırıyordu.

Ekip, bir yıldızın kara deliğin kütleçekimiyle parçalandığı nadir “gelgit parçalanması olaylarından” (TDE) yararlandı. Birkaç yılda gerçekleşen bu yutma süreçleri, süper kütleli kara deliklerin beslenme hızındaki değişimleri doğrudan izlemeyi sağladı.

GECİKMELİ JETLERİN EŞİĞİ 

Avustralya, ABD, Hindistan, Güney Afrika ve uzaydaki teleskoplardan elde edilen optik, morötesi, X-ışını ve radyo verileriyle 20 gelgit parçalanması olayı incelendi. Modellemeye en uygun 10 olay ayrıntılı olarak analiz edildi.

Jetlerin iki ayrı dönemde oluştuğu görüldü: İlkinde kara delik maddeyi çok yüksek hızda tüketirken, ikincisinde yıldızın parçalanmasından yüzlerce ila binlerce gün sonra beslenme hızı belirgin biçimde düşüyordu. Gecikmeli radyo jetlerinin, beslenme hızı Eddington sınırının yaklaşık yüzde 2’sine gerilediğinde etkinleştiği saptandı.

Radyasyon basıncının kütleçekimiyle dengelendiği Eddington sınırına göre belirlenen bu eşik, Samanyolu’ndaki küçük kara deliklerdeki değerle örtüştü. Sonuçlar, jet oluşumunun kütleden çok yığılma fiziğine bağlı olduğunu gösterdi.

HEDEFLENMİŞ GÖZLEM İMKANI 

Ortak yüzde 2 eşiğinin belirlenmesi, sınırlı ve yüksek maliyetli teleskop sürelerinin daha verimli kullanılmasına yardımcı olabilir. Dr. Goodwin, kara deliklerin jet fırlatma olasılığının ne zaman en yüksek seviyeye ulaşacağını öngörmenin, hedeflenmiş gözlem kampanyalarını güçlendireceğini ve gereksiz zaman kullanımını azaltacağını belirtti.

Bulguların, Batı Avustralya’da inşa edilen ve 2 milyar doları aşan bütçesiyle geleceğin en büyük radyo gözlemevi olarak tanımlanan Square Kilometre Array (SKA) projesi için önemli bir kılavuz olması bekleniyor.

TEMEL ARAŞTIRMAYA DESTEK 

Forrest Araştırma Vakfı Direktörü Prof. James Arvanitakis, önceden belirlenmiş hedefler olmadan temel araştırmalara sağlanan fonların önemini vurguladı. Arvanitakis, uluslararası keşfin Batı Avustralya merkezli bilimsel ekosistemin gücünü ve küresel astronomi altyapısına katkısını ortaya koyduğunu ifade etti.