JWST Verileri Pergel Galaksisi'ndeki Kara Delik Beslenmesinde İçeriye Doğru Akışın Baskın Olduğunu Ortaya Koyuyor

James Webb Uzay Teleskobu'ndan (JWST) elde edilen yeni yüksek çözünürlüklü kızılötesi veriler, süper kütleli kara deliklerin nasıl beslendiğine dair uzun süredir kabul gören astrofiziksel varsayımları temelinden sarsıyor. Dünya'dan yaklaşık 13 milyon ışık yılı veya 4,0 Megaparsek uzaklıkta bulunan Pergel (Circinus) Galaksisi'ndeki kara deliğin yakın çevresine odaklanan bu gözlemler, bilim dünyasında büyük bir yankı uyandırdı. Elde edilen detaylı görüntüler, aktif galaktik çekirdeklerin yakınındaki kızılötesi ışığın ana kaynağının dışarıya doğru yönelen güçlü madde akışları olduğu yönündeki tarihsel fikir birliğiyle doğrudan çelişiyor.

Webb verilerinin analizi, aslında tam tersi bir sürecin baskın olduğunu gösteriyor: Sıcak ve tozlu materyalin büyük bir çoğunluğu, merkezdeki süper kütleli kara deliği beslemek üzere içeriye doğru sarmallar çizerek ilerliyor. Genellikle bir torus (simit) yapısında olan bu materyal birikimi, hem kara deliğin büyümesi hem de ev sahibi galaksinin evrimi için kritik bir öneme sahip. Sayısal verilerle ifade etmek gerekirse, sıcak tozdan kaynaklanan kızılötesi emisyonların yaklaşık %87'si artık bu içeriye doğru huni şeklinde akan maddeye atfediliyor. Buna karşılık, emisyonun %1'inden daha azı dışarıya atılan maddeyle ilişkilendirilebiliyor; bu da tüketimin, püskürtmeden çok daha ağır bastığını kanıtlıyor.

Bu keşif, 1990'lardan bu yana astrofizik modellerinde devam eden ve aktif galaktik çekirdeklerden gelen aşırı kızılötesi emisyonları açıklayamayan önemli bir çelişkiyi de çözüme kavuşturuyor. Araştırma ekibi, bu netliği elde etmek için JWST'nin Yakın Kızılötesi Görüntüleyici ve Yarıksız Spektrograf (NIRISS) cihazı üzerindeki Diyafram Maskeleme İnterferometresi (AMI) modunu kullanan yenilikçi bir teknik uyguladı. Bu yöntem, teleskobun tam açıklığını yedi küçük açıklığa sahip bir maske kullanarak bir interferometrik diziye dönüştürüyor ve daha önce gizli kalmış ayrıntıları çözen girişim desenleri oluşturuyor.

UNAM'dan ortak yazar Joel Sánchez-Bermúdez, bu gelişmiş görüntüleme modunun gökyüzünün kısıtlı bir bölgesinde çözünürlüğü etkili bir şekilde iki katına çıkardığını ve geleneksel doğrudan görüntülemeden iki kat daha keskin görüntüler sağladığını belirtti. Bu gözlem, bir dış galaktik hedefi incelemek için uzay tabanlı bir kızılötesi interferometrenin ilk başarılı kullanımı olarak tarihe geçti. Güney Karolina Üniversitesi'nden başyazar Enrique López-Rodríguez ise, bu yeni veri setinin nihayet aktif galaktik çekirdeklerin kızılötesi imzalarıyla ilgili önceki modeller arasındaki uyuşmazlığı giderdiğini vurguladı.

Tip II Seyfert galaksisi olarak sınıflandırılan Pergel Galaksisi, Galaktik düzlemin dört derece altında yer alması nedeniyle yıldızlararası toz tarafından perdelenmekte ve bu durum tarihsel olarak gözlem zorlukları yaratmaktaydı. Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) ile yapılan önceki yüksek çözünürlüklü çalışmalar, kara deliğin yaklaşan gazın yalnızca yaklaşık yüzde 3'ünü tükettiğini ve radyasyonun geri kalanını türbülanslı akışlarla geri ittiğini öne sürmüştü. Nature dergisinde yayımlanan JWST verileri, bu sürece dair hayati bir kızılötesi bağlam sunuyor. Araştırma ekibi, Pergel'de gözlemlenen beslenme dinamiklerinin bu kozmik fenomenlerin evrensel bir özelliği olup olmadığını belirlemek için bu doğrulanmış tekniği daha geniş bir kara delik dizisine uygulamayı planlıyor.