NASA’nın Chandra’sı ‘Treble Clef’ Galaksi Kümesi Çarpışmasını İnceliyor

X‑ray: NASA/CXC/INAF‑IRA/A. Botteon ve ark.; Infrared: UKIDSS‑GPS; Radio: ASTRON/LOFAR; Image processing: NASA/CXC/SAO/N. Wolk

Astronomerler, NASA’nın Chandra X‑ışını gözlemecisini kullanarak, belirgin şekli müzik notası olan “Treble Clef” (Treble Clef) takma adı verilen çarpıcı bir radyo dalga oluşumunun nedenini ortaya çıkardılar.

Araştırmacılar, Treble Clef’in büyük olasılıkla dev bir süper kütleli kara delikten gelen bir patlama ve ardından iki galaksi kümesinin çarpışmasıyla oluştuğunu buldular. Bu bulguları açıklayan ve İtalya’daki Ulusal Astrofizik Enstitüsü (INAF)’dan Andrea Botteon’un liderliğinde hazırlanan makale, Çarşamba günü Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlandı.

Treble Clef’in açıklanması özellikle zor oldu çünkü oluşum, Samanyolu’nun düzleminin hemen arkasında konumlanmış; bu da evimiz galaksisinden gelen yıldızlar, gaz ve tozun Dünya’dan bakışı büyük ölçüde engellediği anlamına geliyor. Ancak ara katmanları geçebilen teleskoplar kullanılarak, araştırmacı ekibi bu nadir yapının sorumlusunu belirleyebildi.

NASA’nın Chandra’sı ve Alman Genişletilmiş Röntgen Tarama ve Görüntüleme Teleskop Dizisi (eROSITA) X‑ışını teleskobu, Treble Clef konumunda yaygın, sıcak gaz tespit etti; bu, bir galaksi kümesinin nesneyi barındırdığını gösteriyor. Araştırmacılar ayrıca, söz konusu galaksi kümesinin aslında birleşme sürecindeki iki küme olduğunu belirledi. Galaksi kümeleri, içinde yüzlerce galaksi ve devasa süper ısıtılmış gaz rezervuarları barındıran evrendeki en büyük yapılardan bazılarıdır.

Treble Clef ve ona ait kümenin bu yeni birleşik görüntüsü, Chandra ve eROSITA tarafından X‑ışınlarında mavi renkle tespit edilen çok milyon derecelik gazı gösteriyor; bazı Chandra verileri, yazarların önemli özellikleri vurgulamak için kullandıkları özel bir teknikten elde edildi. Avrupa’daki geniş bir radyo teleskop ağı olan LOw Frequency ARray (LOFAR) tarafından kırmızı renkle gösterilen radyo verileri, müzik notasının ikizini ortaya koyuyor. Birleşik görüntünün son bölümü ise Birleşik Krallık Kızılötesi Teleskobu (UKIRT) tarafından elde edilen kızılötesi verilerden oluşuyor ve ağırlıklı olarak beyaz görünüyor.

Yazarlar, Treble Clef’in iki aşamalı bir süreçte oluşmiş olabileceği sonucuna vardılar. İlk aşamada, galaksi kümesinin merkezindeki süper kütleli kara delikten gelen erken bir patlama, yüklü parçacık ve manyetik alan bulutlarını ışık hızına yakın bir hızla dışarı itti. Bu, kozmik bir crescendo yaratıp başlangıçta parlak radyo dalgaları üretti; parçacıklar enerji kaybettikçe dalgalar zayıfladı. Sonraki aşamada, iki kümenin çarpışması bulutu sıkıştırdı ya da yeniden enerjilendirdi; böylece radyo dalgaları yeniden parlaklaştı. Çarpışmadan kaynaklanan şok dalgaları — süpersonik jetlerden gelen ses patlamalarına benzer — bu yeniden enerjileşme sürecinde etkili olmuş olabilir.

Küme çarpışmasına dair kanıtı Chandra verilerinde ortaya çıkarmak için yazarlar, kümenin sıcak gazının ne kadar simetrik bir şekilden sapma gösterdiğini inceleyen özel bir teknik kullandılar. Sıcak gazın büyük kısmı yaklaşık bir oval şeklinde simetrikti. Yazarlar, bu simetrik ovalı orijinal X‑ışını görüntüsünden çıkardılar. Kalan (rezidüel) X‑ışını yayılımı, solda ve sağda en parlak, merkezde ise en sönük olduğunu gösteriyor. Yeni birleşik görüntü, hem orijinal hem de rezidüel X‑ışını görüntülerini birleştiriyor.

Rezidüel görüntüde, küme merkezinin sol ve sağ tarafında daha parlak X‑ışınlarının bulunması, iki kümenin çarpışmasının görüntüde görülen soldan sağa yönde gerçekleştiğini gösteriyor. Araştırmacılar, iki kümenin doğrudan çarpışmasının birkaç yüz milyon yıl önce gerçekleştiğini ve şu anda birbirinden uzaklaştıklarını düşünüyor.

Treble Clef’e benzerliği, pareidolia adı verilen, rastgele verilerde tanıdık şekiller algılanması olgusunun bir örneğidir; müzik notasıyla bilimsel bir bağlantısı yoktur.

NASA’nın Alabama, Huntsville’daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi’nin Chandra X‑ışını Merkezi, bilimsel operasyonları Massachusetts, Cambridge’den ve uçuş operasyonlarını Massachusetts, Burlington’dan kontrol ediyor.

Bu yayın, iki çarpışan galaksi kümesinin ortasında süzülerek, bir treble clef müzik sembolüne güçlü bir şekilde benzeyen çarpıcı bir radyo dalga oluşumunun birleşik görüntüsünü sunuyor.

Burada, galaksi kümelerindeki galaksiler, ön ve arka plan yıldızları ve galaksiler, uzayın karanlığında ışık noktalarıyla görüntüyü kaplıyor. Çerçevenin merkezinde, kenarları düzensiz, büyük bir oval mavi‑mor bulut yer alıyor. Bu, Chandra ve eROSITA tarafından X‑ışınlarında tespit edilen iki kümedeki çok milyon derecelik bir gaz bulutu.

Mor alanın ortasında, hafifçe sola eğimli, neon pembe bir kalemle gevşek çizilmiş dev bir treble clef gibi görünüyor. Adını aldığı müzik notası gibi, oluşum güçlü bir dikey çizgiye ve üstten alta süzülen, sürekli ve akıcı bir hatta sahip.

Bu radyo dalga oluşumu iki aşamalı bir sürecin sonucudur. İlk olarak, süper kütleli bir kara delikten çıkan yüklü parçacıklar ve manyetik alanlar parlak radyo dalgaları üretti. Bu dalgalar zamanla enerjilerini kaybederek sönükleşti, ardından iki galaksi kümesinin çarpışmasıyla yeniden enerjilendi ve sıkıştırıldı.

Bu haber, NASA News Releases tarafından yayımlanan metinden çevrilmiştir.