Bilim insanları galaksilerin evrimine ışık tutan X-ışını aktivitesini keşfetti

NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'ndeki bilim adamları, galaksilerin evrimi hakkında bilgi veren X-ışını aktivitesini keşfettiler. Sarmal gökada NGC 4945'teki büyük soğuk gaz bulutlarının şeklini belirleyen X-ışınlarını gözlemlediler. Bu gazın, yaklaşık 5 milyon yıl önce merkezi süper kütleli kara deliğinin aktif hale gelmesinden sonra gökadadan patladığı görülüyor.

Güney takımyıldızı Centauri'de yaklaşık 13 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan NGC 4945 aktif bir galaksidir.

Aktif galaksiler, süper kütleli bir kara delik tarafından desteklenen olağanüstü derecede parlak ve değişken merkezler içerir. Bu kara delik, etrafındaki gaz ve toz diskini yerçekimi ve sürtünme kuvvetleri yoluyla ısıtır. Kara delik yakındaki malzemeyi tüketirken diskten yayılan ışığı değiştirir. NGC 4945 örneğinde, birçok aktif galakside olduğu gibi, kara delik ve disk, simit olarak bilinen ve yayılan ışığı kısmen engelleyen yoğun bir toz bulutu ile çevrelenmiştir.

NGC 4945 de dahil olmak üzere aktif galaksilerin çekirdekleri, yüksek hızlı parçacık jetleri üretebilir ve gaz ve toz içeren güçlü rüzgarlar üretebilir.

NGC 4945 aktif bir galaksi ve yıldız galaksisidir, bu da Samanyolu'ndan çok daha yüksek oranda yıldız oluşturduğu anlamına gelir. Bilim adamları, NGC 4945'in her yıl Güneşimiz gibi 18 yıldıza eşdeğer kütle ürettiğini, yani Samanyolu'nun kabaca üç katı kadar bir kütle ürettiğini tahmin ediyor. Bu yıldız oluşumunun çoğu galaksinin merkezinde meydana gelir. Yıldız patlaması olayları genellikle 10 ila 100 milyon yıl arasında sürer ve yeni yıldızlar yaratmak için gereken hammaddeler tükendiğinde sona erer.

Bilim insanları NGC 4945'i gözlemlemek için bir uydu kullandılar ve verilerde K-alfa demir çizgisi olarak bilinen bir özelliği keşfettiler. Bu özellik, kara deliğin diskinden gelen yüksek enerjili X-ışını ışığı galaksinin başka yerlerindeki soğuk gazla etkileşime girdiğinde ortaya çıkıyor. Bu gazın sıcaklığı yaklaşık 400 Fahrenheit derece veya eksi 200 santigrat derecedir.

Aktif galaksilerde demiryolu ulaşımı yaygın olsa da, bu gözlemler, bunun kara delikten bilim adamlarının daha önce düşündüğünden çok daha uzaktaki ölçeklerde meydana geldiğini ortaya çıkararak önceki varsayımlara meydan okuyor.

Goddard'ın ortak yazarı ve doktora sonrası araştırmacısı Gina Kahn şunları söyledi: “Chandra diğer galaksilerdeki K-alfa demirinin haritasını çıkardı. Bu, her şeyi görebilmek için parlak Geniş XMM-Newton'u tek tek incelememize yardımcı oldu.

Bizim görüşümüze göre NGC 4945'in eğik yönelimi, XMM-Newton uydusunun galaksi düzlemi boyunca ve üzerindeki demiryolunun boyutunu haritalandırmasına olanak sağladı. Bu harita sırasıyla 32.000 ve 16.000 ışıkyılını kapsıyordu; bu da daha önce gözlemlenen demiryollarından on kat daha uzaktı.

Bilim ekibi, demiryolunun doğruladığı soğuk gazın, yaklaşık 5 milyon yıl önce merkezi kara delikten kaynaklanan bir parçacık jetinin kalıntıları olduğunu öne sürüyor. Bu jet muhtemelen galaksiye doğru ilerliyor ve soğuk gazı galaksi boyunca itmeye devam eden güçlü rüzgarları itiyor. Bu rüzgarlar mevcut yıldız patlaması olayına neden olmuş olabilir.

NGC 4945'in sürekli gözlemlenmesi, bilim adamlarının kara deliğin galaksinin evrimini nasıl etkilediğini keşfetmesine yardımcı olacak. Soğuk gazı vurgulayan diskten gelen aynı X ışınları, sonunda onu dağıtabilir. Bu süreci anlamak, bir kara deliğin etrafındaki aktivitenin galaksiyi nasıl etkilediğine ve yıldız oluşumunu nasıl düzenlediğine dair fikir verebilir.

Ortak yazar Goddard'dan astrofizikçi Edmund Hodges Cloke, dedi ki, “Bazı galaksilerde kara deliklerin, yıldızların oluşum tarihlerini ve kaderlerini belirlemede önemli rol oynadığına dair çok sayıda kanıt var. NGC 4945 gibi birçok galaksiyi inceliyoruz, çünkü kara deliğin fiziği kabaca aynı olsa da Galaksiler üzerindeki etkileri büyük ölçüde değişiklik gösterir.XMM-Newton, aradığımızı bilmediğimiz bir galaktik fosili keşfetmemize yardımcı oldu, ancak bu muhtemelen pek çoğunun ilkidir.

Sonuçlar, 11 Ocak'ta New Orleans'taki Amerikan Astronomi Topluluğu'nun 243. toplantısında sunuldu. Astrophysical Journal şu ​​anda inceleme aşamasındadır. Bu çalışma, Avrupa Uzay Ajansı'nın (ESA) XMM-Newton uydusu tarafından NASA'nın Chandra X-ışını Gözlemevi'nin yardımıyla toplanan veriler sayesinde mümkün oldu.