LMC P3'ten uzanan soğuk gaz jeti: Büyük Macellan Bulutu'ndaki ikili bir mikrokuasar olabilir

Samanyolu'nun uydu gökadası Büyük Macellan Bulutu'nda, bir gama ışını kaynağından dışarı doğru uzanan soğuk molekül gazından bir "jet" bulundu. The Astrophysical Journal Letters'ta 29 Ekim'de yayımlanan çalışmada Nagoya ve Gifu üniversitelerinden Yasuo Fukui'nin öncülüğündeki 20 kişilik ekip, Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizgesi (ALMA) ile yaptığı gözlemlerde 8 parsek (yaklaşık 26 ışık yılı) uzunluğunda ve 1 parsek genişliğinde, karbon monoksit (CO) gazından oluşan tek yönlü bir yapı saptadı. Yapı, LMC P3 adlı gama ışını ikilisiyle çarpıcı biçimde aynı hizada.

LMC P3 nedir?

LMC P3, kütlesi büyük bir O tipi yıldızla bir "sıkı cisimden" (kara delik ya da nötron yıldızı) oluşan bir çift yıldız sistemi. DEM L241 adlı süpernova kalıntısının içinde yer alıyor. Makaleye göre bugüne kadar bilinen altı gama ışını ikilisinin en parlağı ve Samanyolu dışında keşfedilen ilk gama ışını ikilisi. Fermi uydusu verilerinde sistemin gama ışınlarının 10,301 günlük bir dönemle değiştiği saptanmıştı.

Bu tür bir ikilinin gama ışınlarını nasıl ürettiği tartışmalı. Bir olasılık, iki cismin yıldız rüzgârlarının çarpışmasıyla oluşan şokta parçacıkların hızlanması. Diğeri ise yıldızdan sıkı cisme akan maddenin bir toplanma diski oluşturup ışık hızına yakın jetler fırlatması. İkinci duruma mikrokuasar deniyor; gökadaların merkezindeki dev kara deliklerin çok daha küçük bir benzeri. Makalenin girişine göre LMC P3 şimdiye kadar mikrokuasar olarak tanımlanamamıştı.

Isınmış gaz neden önemli?

Ekibin ölçümlerine göre jet benzeri gazın kinetik sıcaklığı 33 ile 60 kelvin arasında. Hemen yakındaki, jetle ilgisi olmayan CO bulutunda ise sıcaklık yaklaşık 15 kelvin; bu, Büyük Macellan Bulutu'ndaki ek ısıtma almayan molekül bulutları için tipik değer. Araştırmacılar jet bölgesinin yakınında gazı ışınımla ısıtabilecek kütleli yıldızlar gibi bir kaynak bulamadıklarını belirtiyor. Bu nedenle sıcaklık artışını, ikiliden fırlayan bir mikrokuasar jetinin çevredeki gazla çarpışmasının yarattığı şok ısınmasına bağlıyorlar.

Senaryoya göre O yıldızının rüzgârından beslenen bir toplanma diski sıkı cismin çevresinde jet üretiyor; jet çevredeki gazı silindirik bir şok cephesiyle sıkıştırıp ısıtıyor ve böylece jet boyunca uzanan, parsek ölçeğinde bir molekül gazı duvarı oluşuyor. Makale, gözlenen yapının daha önce yapılan manyetohidrodinamik simülasyonların öngörüsüyle uyumlu olduğunu vurguluyor. Ekip, etkileşimin süresini kabaca 300 bin yıl düzeyinde tahmin ediyor. Yazarlar ayrıca ilk yapıyla küçük bir açı yapan, daha zayıf ikinci bir jet adayı da gördüklerini bildiriyor.

İkinci örnek, yeni bir pencere

Araştırmacılara göre bu, Samanyolu'ndaki mikrokuasar adayı HESS J1023-575'te bulunan CO jetlerinden sonra bir mikrokuasarın sürdüğü CO jetlerinin olası ikinci örneği. Bu önemli, çünkü bilinen mikrokuasarların büyük kısmı optik, radyo ve X-ışınlarında, toz örtüsünün az olduğu yönlerde bulunmuş. Gazın milimetre-altı dalga boylarındaki ışımasıyla jet izlerini aramak, tozun yoğun olduğu gökada düzlemlerindeki mikrokuasarları bulmak için yeni bir yöntem sunabilir. Mikrokuasarlar son yıllarda kozmik ışınların olası hızlandırıcıları olarak da ilgi çekiyor.

Belirsizlikler

Bulgu dolaylı bir kanıt: Yazarlar yüksek enerjili jetin kendisinin henüz radyo, X-ışını ya da gama ışınında doğrudan görülmediğini, bunun mevcut gözlemlerin sınırlı duyarlılığıyla uyumlu olduğunu belirtiyor. Sıkı cismin kara delik mi yoksa nötron yıldızı mı olduğu da bu gözlemle kesinleşmiyor. Ekip, jetin yalnız kuzey yönde belirgin olmasını orada önceden var olan gaz bulutuna bağlıyor; güney tarafı mevcut ALMA haritasının dışında kaldı.

Sırada ne var?

Ekip, jet benzeri diğer küçük bulutların jetin yalpalamasıyla (presesyon) oluşup oluşmadığını parsek altı çözünürlükte yapılacak yeni ALMA gözlemleriyle sınamayı planlıyor. Güney tarafın da haritalanması, jetlerin aslında iki yönlü olup olmadığını gösterebilir. Büyük Macellan Bulutu'ndaki başka çarpıcı yapılar için N44 bulutsusunun süperköpüğünü anlatan yazımıza göz atabilirsiniz.