Chandra, Samanyolu'nun merkezindeki süpernova kalıntısını haritaladı

Samanyolu'nun çekirdeği, yoğun, hareketli ve karmaşık bir bölge. Galaksimizin tam merkezinde Sagittarius A* (Sgr A*) adlı süper kütleli kara delik bulunuyor. Ancak NASA'nın Chandra X-ışını Gözlemevi'nin yayımladığı yeni bir görüntüde başrolde kara delik değil, onun hemen yakınında parlayan bir yıldız patlamasının kalıntısı var: Sagittarius A East.

Avize gibi parlayan bir kalıntı

Sagittarius A East (Sgr A East), yaklaşık 10.000 yıl önce patladığı düşünülen bir yıldızın geride bıraktığı süpernova kalıntısı; ancak kesin yaşı hâlâ belirsiz. Dünya'dan yaklaşık 26.000 ışık yılı uzaklıkta, Yay takımyıldızı yönünde bulunuyor. Yeni görüntü yaklaşık 53 ışık yılı genişliğinde bir alanı kapsıyor.

Görüntü üç farklı teleskobun verilerinin birleştirilmesiyle oluşturuldu. Chandra'nın X-ışını verileri yeşil ve camgöbeği, ABD Ulusal Bilim Vakfı'nın Very Large Array radyo teleskobunun verileri kırmızı, James Clerk Maxwell Teleskobu'nun milimetre altı dalga boyundaki verileri ise mavi renkle gösteriliyor. Ortaya çıkan tabloda süpernova kalıntısı, soğuyan kırmızımsı bir halka ile sıcak, mavimsi bir çekirdekten oluşan bir avizeyi andırıyor. Sgr A* ise kırmızı renkte görünen gaz ve toz sarmalının içinde gizleniyor.

Very Large Array, ABD'nin New Mexico eyaletinde, Y biçiminde dizilmiş 27 çanak antenden oluşan bir radyo teleskop. Farklı dalga boylarında çalışan teleskopların birleştirilmesi, aynı bölgedeki sıcak gazın, soğuk molekül bulutlarının ve hızlı parçacıkların bir arada görülmesini sağlıyor.

Elementlerin haritası

Chandra, yalnızca sıcak gazın nerede olduğunu değil, hangi elementlerden oluştuğunu da ayırt edebiliyor. McGill Üniversitesi'nden Mayura Balakrishnan liderliğindeki ekip, kalıntının içinde demir, kükürt, argon ve kalsiyumun dağılımını gösteren haritalar çıkardı. Bu elementler, patlayan yıldızın içinde üretilip süpernovayla uzaya saçılan malzemenin izlerini taşıyor.

Daha önceki çalışmalar, kalıntıda mangan ve nikelin demire oranının yüksek olduğunu göstermişti. Bu bileşim, Sgr A East'in sıradan olmayan bir süpernova türünden, beyaz cüce yıldızların kısmen patladığı düşünülen Iax türünden kaynaklanmış olabileceği ihtimalini gündeme getiriyor. Bu doğrulanırsa, galaksimizde gözlenen ilk örneklerden biri olabilir.

Kara delikle karşılıklı etkileşim

Çalışmanın en önemli sonucu, iki gök cisminin birbirini etkin biçimde etkilediğinin gösterilmesi. Araştırmacılara göre süpernova kalıntısı, çevresindeki moleküler malzemeyi sıkıştırdı ve şokla ısıttı; böylece Sgr A*'ın çevresini sıcak ve çalkantılı tutmaya katkıda bulundu. Görüntüde bunlara ek olarak yıldız rüzgârları ve arka plandaki yıldızlardan gelen zayıf ışıma da seçilebiliyor. Bulgular, The Astrophysical Journal dergisinde yayımlandı.

Sgr A East'in yapısı, bu karşılıklı etkileşimin ipuçlarını da taşıyor. Kalıntı, Sgr A*'a yaklaşık 7 ışık yılı uzaklıkta ve çapı yaklaşık 27 ışık yılı olan bir yapı. Kara deliği çevreleyen ve "mini sarmal" olarak da bilinen Sgr A West adlı iyonize gaz yapısına göre merkezden kaymış bir konumda duruyor. Bazı araştırmacılar, patlayan yıldızın kara deliğe çok yaklaşması sonucu parçalanmış olabileceğini bile öne sürüyor.

Neden önemli

Galaksi merkezleri, süper kütleli kara deliklerin nasıl beslendiğini ve çevrelerini nasıl şekillendirdiğini anlamak için kritik. Sgr A*, Güneş'in yaklaşık 4 milyon katı kütleye sahip olmasına karşın beklenenden çok daha sönük bir kara delik; yani çevresinden çok az madde yutuyor. Yakındaki bir süpernovanın gazı ısıtıp dağıtması, kara deliğin neden bu kadar "aç" kaldığını açıklamaya yardımcı olabilir.

Sgr A*'ın kendisi de 2022'de Olay Ufku Teleskobu (EHT) iş birliğinin yayımladığı ilk görüntüyle tarihe geçmişti. Dünyanın dört bir yanındaki radyo teleskoplarının birlikte çalışmasıyla elde edilen o görüntü, kara deliğin gölgesini çevreleyen parlak bir halka gösteriyordu. Chandra'nın yeni görüntüsü ise kara deliğin daha geniş çevresine, yani onu besleyen ya da aç bırakan gaz ortamına odaklanarak bu resmi tamamlıyor.

Chandra, Temmuz 1999'da Columbia mekiğiyle fırlatıldı ve çeyrek asrı aşkın süredir X-ışınlarında evreni gözlüyor. Galaksi merkezi, teleskobun en çok gözlem yaptığı bölgeler arasında yer alıyor; bu uzun veri birikimi, böyle ayrıntılı haritaları mümkün kılıyor.

Kısaca

• Sgr A East, Samanyolu'nun merkezinde, yaklaşık 26.000 ışık yılı uzaklıkta, tahminen 10.000 yaşında bir süpernova kalıntısı.
• Görüntü, Chandra, Very Large Array ve James Clerk Maxwell Teleskobu verileriyle oluşturuldu.
• Ekip, kalıntıda demir, kükürt, argon ve kalsiyumun dağılımını haritaladı.
• Kalıntı, çevresindeki gazı sıkıştırıp ısıtarak Sgr A*'ın çevresini çalkantılı tutuyor.