Bugünkü Dersimiz: Kuasar’lar…! (Today’s unit: Quasars…!)

Madde  fışkıran  bir  Kuasar   ve  etrafında  oluşan (neredeyse  Sütlü  Yol  genişliğinde)  gaz  bulutu (temsili)

(Kaynak: Universetoday.com)

 Kuasar’lar (Quasar; quasi-stellar  object-QSO), wikipedia’ya  göre, ‘aşırı’  derecede  parlak (neye  göre  aşırı ?) Aktif Galaktik  Çekirdekler (Active  Galactic  Nucleus-AGN).  Şüphesiz,  bu  tanımlama anlaşılabilir  değil… Neyin  çekirdeği…, mesela…

Bugüne  kadar  bilinenler, her ne  ise,  bu  uzay  cisminin  merkezinde  bir  büyük  (süper…demedik !) Kara  Deliğin (Black  Hole)  mevcut  olduğu… Bu  Kara  Delikler,  bilinenlerin  en  büyükleri… Kütleleri  Güneşin  kütlesinin  milyarlarca  katı  kadar  olabildiği  hesaplanmakta… Zaten,  bir  Kuasar’ın  çok  ama  çok  büyük  bir miktarda  ışıyabilmesi (enerji  salınımı)  de  bu  yüzden…

Artık  yeterince  bilinmekte; Kara  Deliklerin  etrafında, ‘madde  toplama  diski’  olarak  ifade  edilebilecek  ‘accretion  diskleri’  mevcut;  bir  çeşit  ‘fosforlu  Kara  Delik’  kolyesi…!  Kara  Deliğin, ışıması  sebebiyle  gözlenebilen son  madde  depolama  durağı… Bunu, ‘yutulmadan  önce, çubuk  makarnanın  çatala  sarılması’  olarak  da  düşünmek  mümkün !

Astrofizikçiler,  şimdilerde  ‘Kara  Delik  Fizikçileri’,  Kara  Deliğin  uzay  ortamından, komşu  yıldızlardan   emdiği  maddeyi (gaz,  toz,…) kendisine doğru  çektiği  (emdiği) son  aşamada elektromanyetik  formda enerji  salındığını  söylüyor. Gerçekte,  her  madde  ivmelenmesi ışımaya  yol  açmakta; enerji  seviyeleri  değişen  elektronların,  bu  fark-enerjisini  foton  ışıyarak  transfer  etmesine  dayanan  bir  fizik  olayı…  Bu  ışıma  elektromanyetik  spektrumda  gözlenebilmekte.

Astronomlar,  bir  Kuasarın  sebep  olduğu  ışımanın bir  gök  adanın, örnek  olark  Sütlü  Yol’un  (Milky  Way) toplam  ışımasının binlerce  katından  daha  da  büyük  olabildiğini  söylüyor.

Kuasar’lar  ilk  olarak,  1950’li  yıllarda, radyo  dalgası  kaynak  araştırması  sürecinde,  küçük  birer  ışık  kaynağı (yıldız ?)  olarak  belirlenmye  başlandı. Daha  sonraki  dönemde,  Hubble  Uzay  Teleskobuyla  gerçekleştirilen   gözlemlerde, Kuasar’ların  gökadaların  merkezinde oluştuğu  anlaşıldı. Bunlar  ‘aktif’ (interacting)  gökadalar  veya  birleşen (merging)  gökadalardı. Bu  noktada  bilim  insanlarının  kafaları  biraz  karışmakta ! Burada  anlatıldığı  gibi, kimisi  Kuasar’ı  gökadanın  ‘çekirdeği’ olarak  tanımlarken,  kimisi  de  gökadanın  tamamını  bir  Kuasar  olarak  adlandırmakta;  muhtemelen,  Kuasarın  yol  açtığı  çok  güçlü  ışımanın  gökadayı-adeta- bir  elektrik  ampulüne  dönüştürmesi  sebebiyle…!

Kuasarlar, merkezdeki  Kara  deliğin  kütlesi  başta  olmak  üzere, madde (gaz,  toz)  toplama  hızı, gaz  fışkıran  jetinin  mevcut  olup  olmaması,   madde  toplama  diskinin Dünyaya  bakış  açısına  da  bağlı  olarak  farklılaşmakta.  Çevresini  saran  gaz-toz  bulutunun  yanında, gökada  içinde  mevcut  olabilen  gaz-toz  katmanları  da  görünürlüğünü  değişen  şekillerde  olumsuz  etkileyebilmekte.
Araştırmacılar, Kuasarların uzak-geçmişte  (on  milyar  yıl  kadar  önce) çok  daha sıkça  karşılaşılan  bir  durum  olduğunu  söylüyor. (Kısaca,  sayıları  azalmakta…kıymetini  bilin…! Şüphesiz,  yeni  yapılacak  keşiflerle,  sayıları  çok  daha  fazla  olarak,  artacaktır…)
2017’de  gerçekleştirilen  bir  keşifte, en  uzak  Kuasar  olarak  ULAS J1342+0928   belirlenmişti. Evren  henüz  690  milyon  yıl  yaşındayken  ortaya  çıkmış  bir  gök  cismi… Merkezindeki  Kara  Deliğin  kütlesinin  Güneşin  kütlesinin  800  milyon  katı  olduğu  hesaplandı.Bu  gök  cisimlerini  Kuasar (Quasar)  sözcüğüyle  ilk  tanımlayan, Çin’li  asrofizikçi  HonYee Chiu  oldu; 1964’te…Hubble images of quasar 3C 273. At right, a coronagraph is used to block the quasar's light, making it easier to detect the surrounding host galaxy.
Kuasar 3C 273’ün (solda)  ve perdelenerek (sağda), etrafını  saran  gaz  halesinin  görüntüsü.
(Kaynak:  NASA / Hubble; wikipedia)
Astronomlar, 1960’lı  yıllarda  gerçekleştirdikleri  gözlemler  ve  ölçümlerle, ne  olduğunu  yeterince  anlayamadıkları  bu  yıldızımsı-görünen  gök  cisimlerinin  saniyede  47,000  km  gibi,  çok  büyük  hızlarla  hareket  ettiğini  belirlediler. Bu  hız,  yıldızların  bilinen  hareket  hızının  çok  ötesindeydi. Kısaca, bu  gök  cisimleri  bilinenlerden  çok  daha  parlak,  ayrıca,  bilinen  gökadalardan,  hacim  olarak,   bir  ışık  yılı  genişlik  gibi, çok  daha  küçük  ve  yoğundu… Araştırmacılar,  Kuasarların,  zamanla, çevresinde  emecek  yeterli  madde  kalmayınca, ışıması  azalarak, bilinen  diğer  gökadalara  dönüşeceklerini  söylüyor.
Kuasar’lar,  çok  uzaklardaki  gök  cisimleri, onların  uzaklarda  oluşu,  yayımladıkları  ışığın  kızıla  kayme  derecesinden  anlaşılır. Bu  kızıla  kayma (redshift) evrenin  şişmesiyle (expansion)  ilişkili  bir  durum.
Araştırmacılar, bir  Kuasarın  yayımladığı  enerjinin (x, gama,  radyo morötesi, …  frekanslarındaki ışımalar)  gökadamızın  yayımladığı  toplam  enerjinin  bin  katını  aşabildiğini  hesapladı.
The Chandra X-ray image is of the quasar PKS 1127-145, a highly luminous source of X-rays and visible light about 10 billion light-years from Earth. An enormous X-ray jet extends at least a million light-years from the quasar. Image is 60 arcseconds on a side. RA 11h 30m 7.10s Dec −14° 49' 27" in Crater. Observation date: May 28, 2000. Instrument: ACIS.
10  milyar  ışık  yılı  uzaklıktaki  Kuasar  PKS 1127-145’in  Chandra  gözlem  uydusuyla, 2000’de   alınan  (x  ve görünür  ışık)  görüntüsü.
Araştırmacılar,  Sloan Digital  Survey  programı  kapsamında, bugüne  kadar 500,000  kadar  Kuasarın  varlığını  belirledi. Bunların bazıları 29.36  milyar  yıl  yaşındaydı. Nasıl  mı  olabilir…?  Bu  başka  bir  yazının  konusu  olacak…evrenin  şişmesiyle  de  ilgili  olarak…!

Bu  sitede  daha  önce  de belirtildiği  gibi, bir  Kuasar’ın  fışkırdığı  madde  jeti Dünya  yönünde  ise, ona  Blazar  denmekte… (Bir  de  ‘Blazer’  var…  ceket  tipi  olarak…!)

Kuasar’lar  çok  uzaklarda  olmaları  sebebiyle, genelde,  çıplak  gözle  gözlenemeyecek  kadar  sönüktür. Ancak, bilinen  en  parlak Kuasar  olan  3C 273’ün (Virgo  takımyıldızında), enerji  yayma  parlaklığının (absolute  magnitude) (-) 26.7  olduğu  ölçüldü.  Astronomlar,  33  ışık  yılı  uzaklıktan  gözlenebilseydi,  bir  Güneş  kadar  parlak  görünürdü  diyor !  (Kaynak: https://www.wikiwand.com/en/Quasar)

Brian Koberlein’in, universetoday.com’da, 3 Eylül 2020’de  yayımlanan  haberinde, bazı  Kuasarların   iki  Kara  Delik  birleşimi  süreci  (merging)  yaşadığının  belirlendiği  duyuruldu.Kara  Deliklerin,  merkezlerinden  ışıma  yapmasa (yapamasa) da, yutmak  üzere  emdikleri   maddenin  çok  fazla  ısınması  sebebiyle,  elektromanyetik  spektrumun  farklı  frekanslarını  kapsayacak  şekilde ışıma  yapabildiğini  daha  önce  belirtmiştik.Araştırmacılar, gökada  çarpışmaları  gibi  bazı  durumlarda  oluşan  Kara  Delik  çiftlerinin  de   büyük  Kuasar  oluşturabildiğini  duyurdu.
Galaxy mergers, such as the Mice Galaxies will be part of Galaxy Zoo's newest project. Credit: Hubble Space Telescope
Fare  Gökadaları (The Mice galaxies)  Kara  Delik  çifti  kaynağı.
(Kaynak: NASA/Hubble;  universetoday.com)
Kara  Delik  ikilisi.
(Kaynak: Silverman, et al; universetoday.com)

Some Quasars Actually Contain Two Supermassive Black Holes in the Process of Merging

Paul  M. Sutter  ise, 1  Eylül  2020’de  yayımlanan  yazısında  Kuasarlara  farklı  bir  açıdan  bakmıştı…:  Kuasarlar  göz  kırpabilir  mi (twinkle) …?

Modernize  edilmiş  eski  bir  teleskobu  kullanan ve   nadir  bir  sınıfı  oluşturan Kuasarlardan  elli  kadarını  inceleyen  bir  araştırma  grubu, saatten  daha  kısa  sürelerle  titreyen (flickering)   kuasarları  belirlediler.

IHV (Intra-Hour  Variable)  olarak  adlandırılan  bu  Kuasarlar,  bu  kısa-aralıklı  titremeyi  gerçekleştirmekte;  en  azından Dünyaya  ulaşan  ışığı  böyle  bir  görüntü  vermekte.

Araştırmacılar,  bu  ışık-titremesinin   Kuasar  ile  Dünya  arasındaki uzayda  mevcut  olan gaz-toz  (plazma) bulutları  içinde  oluşan türbülanstan,  bu  plazma  bulutlarının  ışığı  geçici  süreyle  perdelemesinden  kaynaklandığının  belirlendiğini  duyurdu. (Dünyadaki  bir  gözlemci  de, yıldız  ışığının  titrediğini farkedebilir.)

Kuasarın  yayımladığı  radyo  dalgalarının Dünyadaki  teleskoba  ulaştığında  titremesi.
(Kaynak:  ASTRON/Studio Eigen Merk; universetoday.com)

Astronomlar,  bu  plazma  bulutundan  birinin Güneş  Sisteminin  içinde (Oort  bulutundan  da  yakın !)  olabileceğini  bile  söyledi.

 

Quasars can twinkle?

(Günün  Seçimi: Meslekdaş   bir   Besteci’den…)