Bilim insanları bir kuasar yığılma diskini gözlemek için NASA/ESA Hubble Uzay Teleskopu yardımıyla gökada merkezindeki karadeliğin merkezine yavaş yavaş süzülerek emilen parlak madde diskini kullandı. Çalışmada teleskopun gücünü arttıran kütle çekimsel mercek etkisi adı verilen yöntem kullanılmış oldu. Son derece hassas olan bu yöntemle gökbilimciler doğrudan diskin boyutunu ölçerek diskin farklı parçaları arasındaki sıcaklık dağılımlarını belirlediler.
Gökbilimcilerden oluşan uluslar arası bir ekip, uzaklardaki bir karadeliğin çevresindeki parlak madde diski üzerinde yeni bir yöntemle çalışma gerçekleştirdi. Uzak gökadada [1] kütleçekimsel mercek etkisi ile bir madde diskinin büyüklüğü ve daha sonra farklı parçaların renk (ve dolayısıyla da sıcaklığı) yapısı ortaya çıkarıldı. Bu yöntem gözlemler Ay yüzeyindeki kum tanelerini görecek kadar hassas.
Karadelikler her ne kadar görünmez olsalar da açığa çıkardıkları güç evrendeki en parlak olayların nedenidir. Kuasarlar –yarı yıldız nesneler- sahip oldukları süper kütleli karadelikler nedeniyle ısınma sonucu son derece parlak ışıma yayan disklerdir.
Çalışma ekibinden Jose Muñoz: “Milyarlarca ışık yılı uzaklıktaki kuasar diski birkaç ışık günü ya da yaklaşık 100 milyar km çapında. Bu büyüklük Dünya’dan bakıldığında belirgin bir boyutu olduğu anlamına geliyor. Ancak onun doğrudan yapısını görmek için yeterince güçlü teleskopumuz yok. Şimdiye kadar incelediğimiz kuasarların birkaç dakikalık belirgin boyutu vardı. Bu çalışma ile iç yapısıyla ilgili tahminler yerine doğrudan gözlemlerle sonuca ulaştık” diyor.
Aradan geçen gökadanın yıldızlarını bir tarama mikroskobu gibi kullanarak kuasarı gözledik. Kuasardan gelen ışık buradaki yıldızlar üzerindeki ışık üzerinde etkilenince kütleçekimsel etki sonucu farklı bölgelerden farklı renklerde ışık oluşumuna neden oluyor.
Ekibin şansına kuasarı gözlemek için ön plandaki gökadalar aynı hizadaydı.
Gözlemler sırasında zamanla renkli görüntüler ve renk değişimleri arasında ince farklar olduğu görüldü. Bu renk farklılığı ön plandaki gökadalarda bulunan tozun yapısından kaynaklanır.
Buna karşılık kuasarların her biri için gökadadaki yıldızlardan kuasara gelen ışığın yolunu izlendi. [2] . Yığılma diskinin farklı bölgelerinden gelen ışık gökadanın kütle çekimi etkisi nedeniyle bükülür. Farklı bölgelerdeki ışığın farklı açılarla bükülmesi kuasardan gelen ışık şiddetinin artmasına neden olur.
Yığılma diskindeki renk profili incelenerek daha net bilgiler elde edilir. Burada karadelik ve sıcak madde nedeniyle yığılma diskinden yayılan renkler mavi renkte olur. Ekip bu sıcak bölgenin çapıyla, merkezden farklı uzaklıklarda sıcaklığının nasıl değiştiğini hesapladı.
Bu diskin dört ile on bir ışık günü (yaklaşık 100 ile 300 milyar km) çapında olduğunu ölçtüler. Böylesine büyük bir belirsizlik gösteren yöntem, böylesi büyük uzaklıklar için gelecekte daha net mesafe ölçümleri yapılabileceğinin bir göstergesidir.
“Kuasarların fiziksel özellikleri henüz net bir şekilde anlaşılamadığından gözlemsel sonuçlara daha fazla ihtiyaç duyuluyor. Bu konuda yeni pencereler açılıyor. ” diyor Muñoz.
Notlar
[1] Kütleçekimi nedeniyle bükülen uzay-zaman ışık ışınlarının yolunu değiştirir. Biri diğerinin gerisinde olan nesneden gelen ışık, öndekinin kütle çekimi nedeniyle bükülür ve mercek etkisi oluşur. Böylece uzaktaki nesne mercekte oluşan görüntü gibi daha büyük görülür.
Bu çalışmada arka plandaki kuasar diskini görebilmek için daha öndeki bir gökadanın yıldızları kütle çekimsel mercek etkisinden yararlanıldı.
[2] Objektif gökada WKK93 G ve mercek kuasar HE 1104-1805’di.
