Manyetik girdaplar süper kütleli karadeliklerin beslenmesine yardımcı olabilir
Karadeliklerin her şeyi içine çektiği biraz efsanedir. Kendini bir karadeliğe doğru düşerken bulan maddenin çoğu, yüklü parçacıkları bir karadeliğin yığılma diskinden dışarı çıkarabilen ve onları hızlandırabilen güçlü manyetik alanlar sayesinde aslında geri püskürtülür. Uzun bir süre boyunca, bu maddenin bir karadeliğin çevresinden radyal olarak dışarı aktığı varsayımı, ya manyetik alanlar tarafından sıkıştırılan şiddetli bir jet ya da sıcak diskten yayılan radyasyon akışları tarafından taşınan malzeme yoluyla yapıldı. Ancak bu teorinin temelinde her zaman bir paradoks vardı: Eğer karadeliklerin hemen çevresindeki ortam maddeyi tehlikeden uzaklaştırmakta ustaysa, nasıl oluyor da süper kütleli karadelikler Güneşimizin kütlesinin milyonlarca hatta milyarlarca katı olan devasa kütlelerine ulaşacak kadar maddeyle beslenebiliyorlar?
Şimdi, 120 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan aktif galaksi ESO320-G030'a ilişkin gözlemler bu sorunun yanıtını veriyor olabilir. Uzak bir galaksideki süper kütleli bir karadeliğin etrafında dolanan ve karadeliğin açgözlülükle beslenmesini sağlayan koşullar yaratan sarmal bir manyetik girdap bulundu. Chicago'daki Northwestern Üniversitesinden Mark Gorski liderliğindeki astronomlar Şili'deki Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizgesi'ni (ALMA) kullanarak manyetohidrodinamik çıkışlar, diğer bir deyişle manyetik rüzgarlar tarafından savrulan hidrojen siyanür gazı tespit ettiler. Hidrojen siyanür kendi başına özellikle önemli değildir, ancak sistemdeki moleküler gazın geri kalanını temsil ederek ALMA'nın tespit edebileceği bir gösterge görevi görür.
Çalışmada Gorski ile birlikte çalışan İsveç'teki Chalmers Teknoloji Üniversitesinden Susanne Aalto, “Galaksinin çekirdeğinden gelen rüzgârların taşıdığı moleküllerden gelen ışığı ölçmek istedik ve rüzgârların büyüyen ya da yakında büyüyecek olan süper kütleli bir karadelik tarafından nasıl fırlatıldığının izini sürmeyi umduk” diyor. “ALMA'yı kullanarak, kalın toz ve gaz katmanlarının arkasından gelen ışığı inceleyebildik.”
ALMA, hidrojen siyanürden gelen milimetre-altı radyo salınımlarında bir Doppler etkisi tespit edebildi ve bu da Gorski'nin ekibinin gazın hareketini izlemesini sağladı. Aktif karadeliklerden beklenen tipik radyal çıkışların aksine, dönen bir manyetik rüzgar tarafından taşındığını buldular. Bunun karadeliğin nasıl beslendiği üzerinde büyük bir etkisi vardır. Gorski, “Gözlemlerimizde, galaksinin merkezi karadeliklerinin büyümesini düzenlemeye yardımcı olan dönen bir rüzgarın açık kanıtlarını görüyoruz” diyor.
Madde (gaz ve toz) karadeliğe yaklaştıkça, önce dönen bir yığılma diskinde toplanır ve bu disk dolandıkça daha da yoğunlaşan manyetik alanlarla iç içe geçer. Tipik olarak, yüklü parçacıkları diskten yukarı kaldırabilir ve onları odaklanmış, manyetik olarak harmanlanmış bir jet halinde uzağa itebilirler. Disk aynı zamanda milyonlarca derecede ışıyarak çok sıcak hale gelir ve bu ışıma akışı da maddeyi karadelikten uzağa itebilir. Ancak, dönen manyetik rüzgarlar farklıdır. Aalto, “Rüzgarların galaksinin merkezinden dışarı doğru nasıl sarmal bir yapı oluşturduğunu görebiliyoruz” diyor.
Gorski ve Aalto'nun araştırma makalesi manyetik rüzgârı “muhteşem” olarak tanımlıyor. Bunun nedeni, dönme rüzgârının yüklü parçacıkları diskten dışarı çıkarabilmesinin yanı sıra, rüzgârın diskin açısal momentumunun bir kısmını da çalmasıdır, çünkü rüzgâr da dönüyor. Bu, yığılma diskinin dönüşünün yavaşlamasına neden olur ve madde artık diskte olduğu kadar hızlı hareket etmediği için, karadeliklerin kütle çekimi bu maddenin daha fazlasını olay ufkunun ötesine çekebilir. Bu da karadelik içine daha fazla madde düştükçe normalde olduğundan daha hızlı büyümesini sağlar.
Süper kütleli karadeliklere daha fazla maddenin düşmesine izin veren bu dönen manyetik rüzgar, beslenme çılgınlığı içindeki süper kütleli bir karadelik olan aktif bir galaktik çekirdeğin nasıl açıldığını ve en uç durumlarda bir galaksinin bir kuasara dönüşmesine nasıl yol açtığını çözmenin anahtarı olabilir.
