Süper Kütleli Kara Delikler Ev Sahibi Galaksileri Yıldız Oluşturan Gazdan Yoksun Bırakabilir

NASA/ESA/CSA James Webb Uzay Teleskobu'nu kullanan astronomlar, 3.064 kırmızıya kayma değerinde (11.7 milyar yıl geriye bakma süresi) büyük, sakin bir galaksi olan GS-10578'in, galaksinin çekim gücünden kaçmak için yeterince hızlı olan saniyede yaklaşık 1,000 km hızla büyük miktarda gaz çıkardığını tespit ettiler; bu hızlı hareket eden rüzgarlar, merkezi süper kütleli kara delik tarafından galaksinin dışına 'itiliyor'.

GS-10578
GS-10578, Evrendeki en büyük galaksilerin nasıl sakinleştiğini ve sakin kaldığını incelemek için eşsiz bir fırsat sunuyor. Görsel: Francesco D'Eugenio.

Cambridge Üniversitesi Kavli Kozmoloji Enstitüsü'nden astronom Francesco D'Eugenio ve meslektaşları "Evren bugün eskiden olduğu gibi değil" diyor.

"Yerel, büyük, sakin galaksiler, görkemli ama uzak yıldız oluşum geçmişlerinin ve günümüzde eşi benzeri olmayan güçlü ve hızlı sönümlenmelerin devasa enkazları gibi duruyor."

"Webb, bu anıtsal galaksilerin doğuş ve çöküş dönemlerine ilk kez tanıklık etmemizi sağladı."

"1,5-2 kırmızıya kayma (Büyük Patlama'dan 3-4 milyar yıl sonra) ile, büyük sakin galaksilerde yıldız oluşumu için gerekli yakıt olan soğuk gaz yok denecek kadar azdır."

"Bununla birlikte, eksik yakıtın yıldız patlamaları tarafından mı tüketildiği yoksa süper kütleli kara deliklerden gelen 'fırlatma' geri beslemesi ile mi uzaklaştırıldığı sorusu açık kalmaktadır."

Gökbilimciler bu soruyu ele almak için, Büyük Patlama'dan yaklaşık iki milyar yıl sonra, Evren'in erken dönemlerinde kabaca Samanyolu büyüklüğünde bir galaksi olan GS-10578'i gözlemledi.

Dr. D'Eugenio, "Daha önceki gözlemlere dayanarak, bu galaksinin sönmüş bir durumda olduğunu biliyorduk: boyutuna göre çok fazla yıldız oluşturmuyor ve kara delik ile yıldız oluşumunun sonu arasında bir bağlantı olmasını bekliyoruz" dedi.

"Ancak Webb'e kadar bu galaksiyi bu bağlantıyı doğrulamak için yeterince detaylı inceleyemedik ve bu sönmüş durumun geçici mi yoksa kalıcı mı olduğunu bilmiyoruz."

GS-10578 Evren'in bu kadar erken bir dönemi için oldukça büyüktür: toplam kütlesi Güneşimizin kütlesinin yaklaşık 200 milyar katıdır ve yıldızlarının çoğu 12,5 ila 11,5 milyar yıl önce oluşmuştur.

Araştırmacılar Webb'i kullanarak galaksinin saniyede yaklaşık 1.000 km hızla büyük miktarda gaz çıkardığını tespit ettiler ki bu da galaksinin çekim gücünden kaçmak için yeterince hızlı.

Bu hızlı hareket eden rüzgarlar, merkezi süper kütleli kara delik tarafından galaksinin dışına 'itiliyor'.

Biriken kara deliklere sahip diğer galaksiler gibi GS-10578 de sıcak gazdan oluşan hızlı rüzgarlara sahiptir, ancak bu gaz bulutları zayıftır ve çok az kütleye sahiptir.

Webb, daha önceki teleskoplarla görülemeyen yeni bir rüzgar bileşeninin varlığını tespit etti.

Bu gaz daha soğuktur, yani daha yoğundur ve en önemlisi de ışık yaymaz.

Webb, üstün duyarlılığıyla bu karanlık gaz bulutlarını görebiliyor çünkü arkalarındaki galaksiden gelen ışığın bir kısmını engelliyorlar.

Galaksiden fırlatılan gaz kütlesi, galaksinin yeni yıldızlar oluşturmaya devam etmek için ihtiyaç duyacağından daha fazladır.

"Suçluyu bulduk. Kara delik bu galaksiyi öldürüyor ve galaksinin yeni yıldızlar oluşturmak için ihtiyaç duyduğu 'besin' kaynağını keserek onu uykuda tutuyor," dedi Dr. D'Eugenio.

"Daha önceki teorik modeller kara deliklerin galaksiler üzerinde bu etkiye sahip olduğunu öngörmüş olsa da, Webb'den önce bu etkiyi doğrudan tespit etmek mümkün olmamıştı."

Cambridge Üniversitesi Kavli Kozmoloji Enstitüsü'nden Profesör Roberto Maiolino da "Kara deliklerin galaksiler üzerinde büyük bir etkisi olduğunu ve belki de yıldız oluşumunu durdurduklarını biliyorduk, ancak Webb'e kadar bunu doğrudan doğrulayamadık" dedi.

"Bu, Webb'in Evren'in erken dönemlerini ve nasıl evrimleştiğini inceleme becerimiz açısından ileriye doğru dev bir sıçrama olmasının bir başka yoludur."

Ekibin sonuçları Nature Astronomy dergisinde yayımlandı.