Gökbilimciler, Markarian 501 galaksisinin merkezinde birbirinin yörüngesinde dönen iki süper kütleli kara deliğin doğrudan kanıtını belirlediler. Galaksi, Terra’den yaklaşık 480 milyon ışıkyılı uzaklıkta. Keşif, on yıldan uzun bir süre boyunca toplanan radyo verilerinin ayrıntılı bir analizinden geldi. Ana işaret, halihazırda bilinen jetin yanında ikinci bir göreceli parçacık jetinin varlığıdır. Uluslararası ekip, sonuçları Royal Astronomical Society numaralı derginin Monthly Notices numaralı dergisi tarafından kabul edilen bir çalışmada yayınladı.
Çalışma Instituto Max Planck, Radioastronomia, Alemanha numaralı araştırmacılar tarafından yürütüldü. Eles, Eylül 2011 ile Temmuz 2023 arasında Very Long Baseline Array ile yapılan 83 gözlem kümesini yeniden işledi. Gözlemler 43 gigahertz frekansında gerçekleşti. Essa frekansı galaktik çekirdeğe çok yakın yapıları çözümlememizi sağlıyor. 15 gigahertz ve 8 gigahertz gibi daha düşük frekanslardan elde edilen verilerle karşılaştırma bulguları güçlendirdi.
Radyo gözlemlerinin ayrıntıları
Veriler aynı çekirdekten çıkan iki farklı jeti gösteriyor. Jet 1 olarak adlandırılan ana jet, Terra yönünü gösteriyor ve zaten biliniyordu. Jet 2 olarak adlandırılan ikinci jet, bazı görüntülerde karşı tarafta görünüyor ve ardından çekirdeğin etrafında saat yönünün tersine kıvrılıyor. Essa konfigürasyonu, on iki yıllık izleme süresi boyunca tekrar tekrar gözlemlendi. Jet 2’nin bileşenleri hafta ve ay ölçeklerinde konum değiştirir.
24 Haziran 2022’de yapılan bir gözlemde, Jet 2 numaralı yapılar ana çekirdeğin etrafında kısmi bir yay oluşturdu. Araştırmacılar bu yayı kısmi bir Einstein halkası olarak yorumluyorlar. Ele, ikincil kara delikten gelen jetin emisyonuna etki eden birincil kara deliğin yerçekimsel merceklenmesinden kaynaklanacaktır. Görüntülerin açısal çözünürlüğü mili yay saniyenin onda birine ulaşıyor. Essa Yapıları ayırmak için hassasiyet çok önemliydi.
Jet 2’nin çekirdek etrafındaki hareketinin tahmini yörünge süresi, galaksinin referans çerçevesinde yaklaşık 141 gündür. Çekirdeğin ışık eğrisi yaklaşık 121 güne yakın bir periyodikliğe sahiptir. Há ayrıca sistemin yörünge düzlemindeki devinim ile ilişkili 7,4 yıllık uzun vadeli bir periyodikliktir. Farklı frekanslar arasındaki sistematik değişim, iki ayrı büyük nesnenin varlığına işaret ediyor.
- Jet 2, karşı jetin yanında görünür ve Jet 1’e paralel olarak hizalanmadan önce saat yönünün tersine kıvrılır.
- Sonraki gözlemlerde Jet 2 güneye dönerek ana jet yapılarına karışıyor.
- Sistemin tamamı yıllar içinde kademeli olarak saat yönünde kayma gösterir.
- 2016 ile 2017 yılları arasında geriye dönüş adı verilen geçici bir geri çekilme yaşandı.
- Presesyon, yörünge düzleminin dönerken sallanan bir tepe gibi yalpalamasını açıklar.
- Kelvin-Helmholtz kararsızlıkları gibi alternatifler, frekanslar arasındaki asimetrik kaymayı yeniden üretmez.
- İkili model veri seti için en tutarlı açıklama olarak karşımıza çıkmaktadır.
Galaxy Markarian 501’in Özellikleri
Markarian 501, aktif galaktik çekirdeğin bir alt türü olan bir blazardır. Nesse tipi bir nesne, jetlerden biri neredeyse doğrudan Terra’i işaret ediyor. Esse hizalaması, Doppler’ün göreli etkileriyle gözlemlenen emisyonu güçlendiriyor. Galaksi, TeV aralığında güçlü radyo, X-ışını ve gama ışını enerjileri yayıyor. Sua Göreli yakınlık, parsek ölçeklerinde yüksek çözünürlüklü gözlemleri kolaylaştırır.
1980’lerden bu yana gökbilimciler galaksinin radyo yapısında yanlış hizalamalar olduğunu fark ettiler. Değişiklikler çekirdeğe yakın küçük ölçekler ile kiloparseklik daha büyük ölçekler arasında meydana geldi. Modelos Öncekiler, dar koniler veya basit devinim ile sınırlandırılmış sarmal jetler öneriyordu. Nenhuma Önceki açıklamada gözlemlenen ani değişiklikler tamamen açıklanmıştır. İki jetin doğrudan tespiti, onlarca yıldır biriken bu gizemlerin bir kısmını çözüyor.
Birincil kara delik, Sol kütlesinin yüz milyonlarca katı olarak tahmin edilen bir kütleye sahiptir. İkincil kara delik ise Jet 2 üretir ve ilkinin yörüngesinde, varsayılan toplam kütleye bağlı olarak 251 ile 542 astronomik birim arasında değişen bir mesafede döner. Essa ayrımı, Schwarzschild’ün onlarca yarıçapına eşdeğerdir. İkili sistemin tüm bölgesi, Sol etrafındaki Plutão yörüngesinin çapından daha küçük bir alana sığar.
Süper kütleli kara deliklerin evrimi için çıkarımlar
Süper kütleli kara delikler öncelikle galaksi çarpışmaları sırasındaki birleşmeler yoluyla büyür. Modelos Teorisyenler, galaksilerin birleşmesinden sonra merkezi kara deliklerin yerçekimsel olarak bağlı bir çift oluşturduğunu tahmin ediyor. Eles birbirlerinin yörüngesinde dönmeye başlıyor. Markarian 501 numaralı telefondaki tespit, bu ara aşamanın doğrudan gözlemsel bir örneğini sunuyor. Até Benzer kanıtlar öncelikle dolaylı çıkarımlara veya kinematik modellemeye dayanıyordu.
Sistem, yaklaşık 8 çarpı 10 ila eksi 8 hertz frekansında yerçekimi dalgaları yayabilir. Essa frekansı, pulsar zamanlama dizileri için beklenen tespit aralığı dahilindedir. Yapım aşamasında olan Square Kilometre Array, bu düşük frekans rejiminde gelecekteki aramalara katkıda bulunabilir. Very Long Baseline Array ile daha yoğun olan Observações veya gelecekteki Black Hole Explorer, yörünge geometrisini daha da hassaslaştırabilir.
Araştırmacılar ikilinin birleşme süresini hesapladılar. Eğer kütleler karşılaştırılabilirse, sistemin önünde hâlâ milyarlarca yıl var demektir. Kütle oranı 0,001 gibi çok küçükse süre yüzlerce yıla düşer. En makul model benzer kütlelere işaret ediyor, bu da uzun süreli bir ikili yapıya işaret ediyor, ancak nihai birleşmeden hâlâ uzak. Algumas raporda yaklaşık 100 yıl içinde birleşme olasılığından bahsediliyor, ancak çalışma yazarları bu tahmin konusunda temkinli davranıyor.
Alternatiflerin analizi ve metodolojik titizlik
Ekip veriler için alternatif açıklamaları inceledi. Instabilidades of Kelvin-Helmholtz jetlerde sarmal yapılar üretebilmektedir. Choques dahili veya düzgün olmayan kütle yüklemesi de dikkate alınmıştır. Bu hipotezlerin Nenhuma’ü, frekanslar arasındaki sistematik kaymayı veya Jet 2’nin tekrarlayan yörünge hareketini açıklamaktadır. Senkrotronun kendi kendine soğurulması yoluyla çekirdek kayması, yanlış yönde meydana geldiğinden göz ardı edilmiştir.
Analiz, 83 dönemin her biri için bağımsız Gauss modellemesini kullandı. Não Önceki hipotezler ortaya atılmıştı. Olabilirlik profili oluşturma yöntemi, parametrelerdeki belirsizliklerin ölçülmesini mümkün kıldı. 15 gigahertz’deki MOJAVE gibi diğer programlardan alınan bağımsız verilerle karşılaştırma, yorumu güçlendirdi. Essa Çapraz doğrulama sonuçlara olan güveni artırdı.
Çalışma, bunun bir blazarın çekirdeğindeki çift jetli sistemin ilk doğrudan görüntüleme tespiti olduğunu vurguluyor. Trabalhos Öncekiler, periyodikliklere veya dolaylı varyasyonlara dayalı ikili dosyalar öneriyordu. Buradaki buluş, aynı görüntülerde bir arada bulunan iki jetin eş zamanlı gözlemlenmesinde yatıyor.
Tarihsel bağlam ve gelecek perspektifleri
Markarian 501 onlarca yıldır birden fazla dalga boyunda izleniyor. Sua Yüksek enerjili gama ışını emisyonu ve kıvrımlı radyo yapısı dikkat çekti. Radyo ışık eğrisindeki 7,4 yıllık periyodiklik, diğer dalga boylarında gözlemlenen değişikliklerle tutarlıdır. Isso ortaya çıkan tabloya tutarlılık katıyor.
Önceki gözlemlerde bildirilen uzuv parlaklaşması olgusu, daha düşük kaliteli görüntülerde Jet 2 ve Jet 1’in üst üste binmesinin neden olduğu bir artefakt olabilir. Quando İkinci jet tanınmadı, yapıları ana jetin kenarlarıyla karıştırıldı. Essa olasılığı, diğer aktif çekirdeklerdeki geçmiş VLBI dosyalarının yeniden okunmasının yolunu açıyor.
Daha yoğun kadansa sahip gelecekteki gözlemler, belirli konfigürasyonlarda Jet 2’nin hızlı geçişlerini yakalayabilir. Yaklaşık 6 mikroarkosaniyelik planlanan çözünürlüğe sahip Black Hole Explorer, öncelikli hedef olarak Markarian 501’e sahip olacak. Mesmo Yörünge ayrımını doğrudan çözmeden, yüksek kaliteli görüntüler her bir kara deliğe güç veren madde akışının ayrıntılarını ortaya çıkarabilir.
Daha geniş bir ölçekte vaka, aktif galaktik çekirdeklerin karmaşık ortamlar olduğunu gösteriyor. Yığılma diskine dik bir çift jet içeren tek bir kara deliğin basit modeli kullanışlıdır ancak yüksek çözünürlükte yetersizdir. Fusões Galactica evrende yaygındır. Bu nedenle süper kütleli kara delik ikili dosyalarının çok sayıda mevcut olması gerekir. Reanálises sayılı mevcut uzun-tabanlı interferometri veri koleksiyonları, diğer benzer durumları ortaya çıkarabilir.
Bulgu, uzun vadeli izleme programlarının değerini güçlendiriyor. Kıta büyüklüğünde bir alet görevi gören Very Long Baseline Array gibi radyo teleskopların Redes’ı bu ilerlemeler için hayati önem taşıyor. Yıllar boyunca biriken verilerin dikkatli analizi, tek bir jet gibi görünen yapıdaki iki farklı ipliği ayırt etmemizi sağladı.
Evren, karmaşıklığın ek katmanlarını ortaya çıkarmaya devam ediyor. Dois kara delikler onlarca yıldır Markarian 501’in kalbinde birbirlerinin etrafında dönüyor. Cada Biri, ışık hızına yaklaşan hızlara ulaşan kendi plazma jetini fırlatıyor. Uzun bir süre, aletler ve gözlemcilerin beklentileri yalnızca tek bir jeti gösteriyordu. Agora, yüksek çözünürlüklü veriler ve titiz analizlerle bilim bu ikisini tanımlıyor. Esse Bulma yalnızca belirli bir sistemle ilgili değildir. Ele, en büyük kara deliklerin nasıl büyüdüğünü ve galaksilerin kozmik zaman içinde nasıl geliştiğini anlamak için yeni perspektifler açıyor.