Aktif galaksi çekirdeği

Aktif galaksi çekirdeği (AGN), bir galaksinin merkezinde madde yutan süper kütleli kara deliğin, bazen bütün galaksinin yıldızlarından daha fazla ışık yaymasına yol açtığı çok parlak ve kompakt bölgedir. Kuasarlar ve blazarlar bu grubun en parlak üyeleridir.

Nasıl işler?

Merkezdeki kara deliğin çevresine dolanan gaz, bir toplanma diski oluşturur. Diskteki maddeler sürtünmeyle sıkışıp çok yüksek sıcaklıklara ısınır ve ışıldar. Kara deliğe düşen maddenin kütlesinin yaklaşık yüzde onu enerjiye dönüşebilir; karşılaştırma için Güneş'te hidrojen füzyonunun verimi yüzde 1'in altındadır. Bu yüzden toplanma, bilinen en verimli enerji kaynaklarından biridir.

Disk, toz ve gazdan oluşan kalın bir halkayla çevrilidir. Ayrıca kara deliğin manyetik alanı, maddenin bir bölümünü iki zıt yönde neredeyse ışık hızında jetler olarak fırlatır. Bu jetler galaksiyi aşıp yüz binlerce hatta milyonlarca ışık yılı uzaklığa ulaşabilir. Birleşik model, gözlenen çeşitli AGN türlerinin çoğunlukla aynı yapının farklı açılardan bakılmasından kaynaklandığını söyler. Jete yüzünü dönmüş olan bir AGN çok parlak bir blazar, toz halkasının kenarından bakılırsa çekirdeği saklı bir görüntü verir.

AGN'nin parlaklığı günler ya da haftalar içinde değişebilir. Işığın bir kaynağın boyutundan daha hızlı değişemeyeceği düşünülürse, bu enerji çıkışının Güneş Sistemi boyutunda bir bölgeden geldiği anlaşılır.

Örnekler

3C 273, ilk tanınan kuasarlardan biridir. Başak takımyıldızındadır ve yaklaşık iki buçuk milyar ışık yılı uzaktadır; buna rağmen büyük amatör teleskoplarla görülebilir, bu da onun gerçek parlaklığının inanılmaz olduğunu gösterir. Centaurus A, bize en yakın büyük aktif galaksilerdendir ve yaklaşık 12 milyon ışık yılı uzaktadır. M87 ise ünlü jeti ve süper kütleli kara deliğiyle yakın bir örnektir. Seyfert galaksileri daha az parlak, yakın aktif galaksilerdir.

En parlak kuasarlar, yüzlerce galaksinin ışığı kadar yayar ve evrenin bir milyar yaşına varmadığı dönemde bile mevcuttur. James Webb Uzay Teleskobu bundan da erken dönemdeki aktif kara delikleri bulmaktadır.

Tarihçe

Carl Seyfert 1943'te merkezleri çok parlak ve tayf çizgileri geniş olan bazı sarmal galaksileri tanımladı. 1950'lerde radyo gökbilimi güçlü radyo kaynaklarını ortaya çıkardı. 1963'te Maarten Schmidt, 3C 273'ün tayf çizgilerinin çok büyük bir kırmızıya kaymaya (yaklaşık 0,158) sahip olduğunu fark etti ve bu "yıldız benzeri" cisimlerin çok uzak ve olağanüstü parlak olduğunu gösterdi. Kuasar adı da buradan doğdu. Edwin Salpeter ile Yakov Zeldovich 1964'te, Donald Lynden-Bell ise 1969'da bu parlaklığın kara deliğe madde düşmesinden kaynaklandığını öne sürdü.

Neden önemli?

AGN geri beslemesi, galaksilerin evriminde belirleyici rol oynar: jetler ve rüzgârlar galaksideki gazı ısıtıp savurarak yıldız oluşumunu durdurabilir. Bu, kara deliklerin neden galaksilerle uyumlu büyüdüğünü açıklar. Ayrıca çok uzak kuasarlar, evrenin ilk dönemlerini aydınlatan fenerler gibi kullanılır.

Aktif çekirdekleri gözlemek, tek bir dalga boyunda mümkün değildir. Radyo dalgaları jetleri, optik ve morötesi ışık diski, X ışınları diskin üstündeki sıcak taç gazı ve kızılötesi ise tozlu halkayı gösterir. Bu nedenle uzaydaki ve yerdeki teleskoplar eşgüdümlü çalışır. Bazı aktif çekirdekler yıllar içinde aktivite kazanıp kaybeder; bu davranış kara deliğin besin kaynağının değişmesiyle açıklanır. Samanyolu'nun merkezindeki kara delik ise bugün sessizdir; kütlesine göre alışılmadık derecede az madde yutar.

İlgili terimler

• Süper kütleli kara delik
• Kuasar
• Blazar
• Toplanma diski
• Galaksi
• Jet