Avrupa Güney Gözlemevi’nin Çok Büyük Teleskop Girişimölçeri (ESO VLTI) Messier 77 gökadasının merkezinde gözlenen kozmik toz bulutunun bir süper kütleli bir kara delik gizlediğini belirledi. Bulgular yaklaşık 30 yıl önce yapılan tahminleri doğrularken, gökbilimcilere de evrendeki en parlak ve gizemli nesneler olan “aktif gökada çekirdekleri” hakkında yeni bilgiler sağlayacak.
Aktif gökada çekirdekleri (AGNs) bazı gökadaların merkezlerinde bulunurken, aşırı enerji yüklerini süper kütleli kara deliklerden sağlamaktadırlar. Bu kara delikler çok yüksek miktarda kozmik toz ve gazla beslenir. Yenilip yok olmadan önce bu madde kara deliğe doğru sarmal bir yol izler ve sonrasında gökada içindeki tüm yıldızları geride bırakacak yüklü miktarda enerji salınımı ortaya çıkar.
Bu parlak nesnelerin ilk kez 1950’lerde bulunmasından bu yana gökbilimciler AGN’leri merak ediyorlar. Şimdi ise ESO’nun VLTI tesisi sayesinde Hollanda, Leiden Üniversitesi’nden Violeta Gámez Rosas liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, nasıl çalıştıkları ve yakından neye benzediklerini anlamak üzere bu nesneleri gözledi. Elde edilen sonuçlar bugün Nature dergisinde yayımlandı.
Messier 77 veya diğer adıyla NGC 1068 gökadasının merkezini ayrıntılı bir şekilde gözleyen Gámez Rosas ve ekibi süper kütleli kara deliğin gizlendiği kalın bir kozmik gaz ve toz bulutu tespit etti. Bu keşif AGN’lerin Birleşik Modeli olarak bilinen 30 yıllık bir teoriyi için önemli bir destek anlamına geliyor.
Gökbilimciler AGN’lerin farklı türleri olduğunu biliyor. Örneğin bazıları radyo dalgaları şeklinde patlama salınımları yaparken bazıları yapmıyor; belirli AGN’ler görünür ışıkta parıldarken, Messier 77’deki gibi diğerleri daha sessizler. Birleşik Model’e göre tüm farklarına rağmen tüm AGN’ler benzer temel yapıya sahip: kalın bir toz halkasıyla çevrili süper kütleli bir kara delik.
Bu modele göre AGN’lerin görünüşleri arasındaki fark Dünya’dan gözlediğimiz kara delik ve onun kalın halkasının yönelimi sonucu ortaya çıkıyor. Gördüğümüz AGN’nin türü, halkanın kara deliği bakış doğrultumuza göre ne kadar örttüğüne, bazı durumlarda ise tamamen gizlemesine bağlıdır.
Gökbilimciler daha önce de Birleşik Model’i destekleyen bazı kanıtlara sahipti, Messier 77’nin merkezindeki ılık tozun tespiti gibi. Ancak, bu tozun bir kara deliği tümüyle gizlediği ve bu sayede AGN’nin görünür ışıkta diğerlerine göre daha sönük olmasını açıklayan kuşkular giderilmemişti.
“Toz bulutlarının gerçek doğası ve hem kara deliği beslerken hem de Dünya’dan gözlendiklerinde nasıl görüneceklerini belirlemeleri konusundaki rolleri, son otuz yıldır devam eden AGN araştırmalarındaki temel sorulardır,” diye açıklıyor Gámez Rosas. “Tek bir sonuçla elimizdeki tüm soruları yanıtlayamazken, AGN’lerin nasıl çalıştıklarını anlamak üzere büyük bir adım atmış olduk.”
Gözlemler, ESO’nun Şili’deki Atacama Çölünde bulunan VLTI tesisine bağlı MATISSE aygıtının kullanımı ile mümkün oldu. MATISSE girişim ölçümü adı verilen bir yöntemle ESO’nun dört adet 8.2-metrelik Çok Büyük Teleskobundan gelen kırmızı ötesi ışık birleştirmektedir. Ekip MATISSE’yi kullanarak Balina takımyıldızı doğrultusunda, 47 milyon ışık-yılı uzaklıktaki Messier 77’nin merkezini görüntüledi.
“MATISSE geniş bir aralıkta kırmızı ötesi dalgaboyunda çalışarak toz boyunca gözlem yapabilmekte ve hassas sıcaklık ölçümlerine ulaşabilmektedir. VLTI’nın çok büyük bir girişimölçer olması gerçeği ile Messier 77 gibi gerçekten uzak gökadalarda neler olduğunu anlayabilecek imkanlara sahibiz. Elde ettiğimiz görüntülerde bölgedeki sıcaklık değişimlerini ve kara deliğin etrafındaki toz bulutlarının emilimini takip edebiliyoruz,” diyor Leiden Üniversitesi’nden eş-yazar Walter Jaffe.
Tozun sıcaklığında kara delikten gelen yoğun ışımanın neden olduğu değişimleri (oda sıcaklığından 1200 °C’ye kadar), soğurma haritaları ile birleştiren ekip, tozun ayrıntılı bir görüntüsünü elde ederek kara deliğin nerede olması gerektiğini saptadı. İçte kalın bir halka, dışta daha geniş yapıdaki toz ve onun merkezinde konumlanan kara delik bu haliyle Birleşik Modeli destekliyor. Ekip resmi tamamlayabilmek için ESO eş-sahipli Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizgesi ve Ulusal Radyo Gökbilim Gözlemevi’nin Çok Uzun Hat Dizgesi ile alınan verileri de kullandı.
“Sonuçlarımız AGN’lerin daha iyi anlaşılmasına ve içsel işleyişlerine ışık tutacak,” diyor son olarak Gámez Rosas. “Ayrıca merkezinde önceden aktif olan bir süper kütleli kara delik bulunduran Samanyolu’nun tarihini daha iyi anlamamıza yardımcı olarak.”
Araştırmacılar şimdi ESO’nun VLTI tesisini kullanarak daha fazla gökada örneği gözlemek ve Birleşik Model’i destekleyen kanıtlara ulaşmak istiyor.
Fransa, Nice’teki Côte d’Azur Gözlemevinden MATISSE proje yürütücüsü ve ekip üyesi Bruno Lopez şöyle diyor: “Önemli bir AGN türü olan Messier 77, gözlem programımızı genişleterek MATISSE’nin daha geniş AGN örnekleri ile başa çıkması için optimize edilmesi adına harika bir motivasyon kaynağı oldu.”
Gözlemlerine bu on yılın sonunda başlayacak olan ESO’nun Aşırı Büyük Teleskobu (ELT) da bu araştırmalara dahil olarak, ekibin bulgularını tamamlayacak sonuçlara ulaşacak ve AGN’ler ile gökadalar arasındaki etkileşime ışık tutacaktır.
Arif Solmaz, Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi, Mersin
