Aktif Kara Delikler Yıldız Oluşumunu da Şekillendiriyor Olabilir

Aktif biçimde madde yutan süper kütleli kara delikler, galaksi ölçeğinde yıldız oluşumunu yalnızca baskılayan yapılar olmayabilir. Dokuz yakın Seyfert galaksisini inceleyen araştırmacılar, tekrar eden bir uzamsal düzen saptadı: yıldız oluşum halkaları ya da yayları, aktif galaktik çekirdekten (AGN) kaynaklanan iyonize gaz konileri ve çekirdeğe yakın hızlı şoklar. Bu yapıların aynı galaksilerde düzenli biçimde görülmesi, kara delik etkinliği ile yeni yıldızların doğumu arasındaki bağın sanılandan daha karmaşık olabileceğine işaret ediyor. 12

Dokuz galakside ortak bir desen

Araştırmaya göre yıldız oluşumu, galaksi merkezlerinden gökyüzü düzlemine yansıtılmış uzaklıkla yaklaşık 0,8–6 kiloparsek mesafedeki halkalarda veya yaylarda yoğunlaşıyor. Bir kiloparsek yaklaşık 3.260 ışık yılına karşılık geliyor.

Ekip ayrıca AGN tarafından iyonize edilen, kiloparsek ölçeğine uzanan koni biçimli — çoğu kez iki karşıt koniden oluşan — gaz bölgeleri belirledi. Merkezlerde hızlı şokların baskın olduğu alanlar bulunurken, yalnızca şokların baskın olduğu bölgeler bu merkezi alanları çevreledi ve bazı yıldız oluşum halkalarının içinde yerel olarak da ortaya çıktı. 2

AGN, merkezdeki süper kütleli kara deliğe madde düşerken açığa çıkan enerjiyle parlayan bölgedir. Bu süreçte yayılan ışınım ile oluşabilecek rüzgârlar veya jetler, çevredeki gaza enerji aktarabilir. Yeni haritalar, bu etkinin yıldız oluşumundan bütünüyle ayrı bir yerde yaşanmadığını; yıldız doğuran gaz yapılarıyla iç içe bulunabildiğini gösteriyor. 12

Yıldızlar, AGN ve şoklar nasıl birbirinden ayrıldı?

Asıl zorluk, genç yıldızların, AGN ışınımının ve şokların gazda benzer optik emisyon çizgileri üretebilmesi. Araştırmacılar bu karışımı çözmek için Avrupa Güney Gözlemevi'nin Çok Büyük Teleskobu (VLT) üzerindeki MUSE aygıtının uzamsal çözünürlüklü gözlemlerini kullandı.

Ardından, üç farklı uyarılma kaynağını ayırmak üzere geliştirilmiş kuramsal bir üç boyutlu tanı diyagramı uyguladılar: genç yıldızların iyonlaştırdığı gaz, AGN'nin fotoiyonlaştırdığı gaz ve şoklarla uyarılan gaz. Böylece galaksi merkezinden gelen ışığı tek bir karışık sinyal gibi ele almak yerine, her sürecin baskın olduğu bölgeler haritalanabildi. Derin Chandra X-ışını gözlemleri de merkezi yapıların AGN ile bağlantılı olduğu yorumuna bağımsız destek sağladı. 124

Şokların konilere dik olması neden önemli?

Merkezi hızlı şok bölgeleri çoğu galakside AGN iyonlaşma çift konilerine dik doğrultuda uzanıyordu. Bu tekrarlanan geometri, yapıların görüş doğrultusunda rastlantısal biçimde üst üste gelmesinden ziyade fiziksel bir etkileşime işaret ediyor. 2

Yazarlar, bu düzenin genel olarak jetlerin galaksiler arası değil, galaksinin kendi içindeki yıldızlararası ortamla etkileşmesiyle uyumlu olduğunu belirtiyor. Jetlerin zayıf olduğu durumlarda ise kara delik çevresinden çıkan rüzgârların gazla etkileşimi de önemli olabilir. Her iki durumda da şoklar gazı sıkıştırabilir veya bozabilir; dolayısıyla yıldızların oluşacağı koşulları değiştirebilir. 1

“Kara delikler yıldız oluşumunu söndürür” fikrine daha temkinli bir bakış

AGN geri beslemesine dair yaygın basit anlatı, etkin kara deliklerin gazı ısıtarak ya da galaksiden dışarı atarak yıldız oluşumunu bastırdığı yönündedir. Bu çalışma söz konusu mekanizmayı geçersiz kılmıyor; ayrıca AGN'lerin evrensel olarak yıldız oluşumunu tetiklediğini de göstermiyor.

Yazarların belirttiği gibi, gözlenen halkalar çubuklu galaksilerde gazın çubuğun dinamik etkisiyle belirli rezonans bölgelerinde birikmesiyle de açıklanabilir. 1 Bulguların sunduğu tablo daha koşullu: Gaz kara deliği besleyebilir; AGN ışınım, dışa akış ve şoklar üretebilir; bunlar da çevredeki gazı yeniden dağıtabilir, sıkıştırabilir ya da dağıtabilir. Yerel koşullara bağlı olarak sonuç yıldız oluşumunun baskılanması, onunla birlikte var olması veya yıldız doğumu için elverişli koşulların oluşmasına katkı sunması olabilir. 12

Çalışmanın önemli mesajlarından biri de yöntemle ilgili: Bir AGN'nin yıldız oluşumunu azaltıp azaltmadığını ya da destekleyip desteklemediğini anlamak için şok kaynaklı emisyonu hem yıldızlardan hem de AGN ışınımından ayırmak gerekiyor. Bu ayrım yapılmadığında, kara delik geri beslemesinin galaksi üzerindeki rolü yanlış yorumlanabilir. 14