Samanyolu gibi galaksilerin modelleri, galaksinin merkezinin yakınlarındaki çok küçük bir bölgede aşırı derecede büyük bir dev yıldızlar popülasyonunun olması gerektiği öngörüsünde bulunur. Örneğin Samanyolu’nda yıldızlar dosdoğru merkeze doğru batacak ve zamanla bu bölgedeki yıldızlar arttıkça kütle çekim daha güçlü hale gelecek, bölgeye daha da fazla yıldızı çekecektir. Bu yıldızlar evrimleşip öldükçe arkalarında aşırı fazla sayıda kara delik bırakacaktır. Bu kara delikler çarpışabilir ve birleşebilirler, daha bile güçlü kütle çekime sahip çok daha büyük kara delikler oluştururken kütle çekim dalgaları üretirler. Samanyolu’nun merkezine yakın, birkaç düzine Güneş’e denk kütlelerde çok sayıda yıldız görmüş olmamıza rağmen galaktik merkezin yakınında kaç tane yıldız kütleli kara delik olduğunu belirlemek oldukça zor. X-ışınları normal yıldızlara bağlı olabilecek kara delikler gibi kompakt cisimleri bulmak için iyi bir yöntem çünkü normal yıldızın maddeleri kompakt cisme doğru çekilebilir ve ısınıp belli eden X-ışınları üretir. Samanyolu’nun merkezine yakın X-ışın emisyonu üzerine Chandra X-ışın Gözlemevi verileri kullanılarak yapılan yeni bir çalışma ilk defa bu bölgedeki kara deliklerin sayısı için bir alt limit sundu. Yukarıdaki görsel, Samanyolu’nun merkezinin bir Chandra X-ışın görüntüsü. Bu görüntünün analizi, çemberlerle belirtilen büyük sayıda ayrı X-ışın kaynağını ortaya çıkardı ve X-ışın kaynaklarının özelliklerinin incelenmesi, astronomların muhtemel kara delik sistemlerinin (kırmızıyla gösterilen) alt kümesini tanımlamasını sağladı. (Büyük mavi çember Samanyolu’nun kendi süperdev kara deliği Sgr A*’nın konumunu gösteriyor.) Yaklaşık bir düzine kara delik adayı bulundu ama bu çok büyük bir buzdağının yalnızca görünen ucu: bu kara delik sistemlerini bulmanın ne kadar zor olduğu da düşünülürse, bu tanımlı kaynaklardan ekstrapole eden astronomlar, Galaksi’nin bu küçük bölgesinde on binden çok daha fazla kara delik olabileceğini öne sürüyorlar. Yani, bir gün Galaktik merkez etrafında gezintiye çıkmaya karar verirseniz yolunuzu dikkatli seçin!

Görsel: NASA/CXC/Columbia Univ./C. Hailey et al.

Sıklıkla dış galaksilerden doğduğu görülen muazzam parçacık ve radyasyon jetleri kapkaranlık bir astrofizik gizemine, galaktik merkezin yakınlarında pusuya yatmış, aktif şekilde beslenen bir süperdev kara deliğin varlığına işaret eder. Böyle süperdev kara delikler, yarıçapı Uranüs’ün yörüngesinden daha büyük olmayan bir bölgeye sıkışmış milyonlarca, hatta milyarlarca Güneş’e denk kütlelere sahiplerdir. Bu küçük bölgelerin, galaksiler arası uzayda kimi zaman yüz binlerce ışık yılı uzanan kuvvetli parçacık huzmeleri ürettiklerini düşünmek oldukça inanılmaz. Tüm bu enerjinin, galaktik maddenin kara delik tarafından biriktirilmesinin bir sonucu olduğuna inanılıyor. Kara deliğin maddenin yutulmasını, dışarı doğru akan güçlü ve ince bir parçacık huzmesine nasıl dönüştürdüğü ise henüz tam olarak anlaşılabilmiş değil. Uzayda (göreli bir optik illüzyon olduğu artık anlaşılmış şekilde) ışıktan daha yüksek hızlarda ilerliyor gibi görünen jetler gibi belirgin gizemler çok sayıda. Radyo galaksisi NGC 383, galaksinin merkezindeki kara delikten hızla uzaklaşan ve galaksinin dışında yer alan maddelere çarptıkça hızını ve yönünü değiştirdiği açık olan acayip bir radyo jetinin muhteşem bir örneğini sergiliyor. Yukarıdaki görsel NGC 383’ün, üzerine bir Chandra X-ışın Teleskobu görüntüsü (mavi) eklenmiş olan bir optik görüntüsünü gösteriyor. X-ışın görüntüsü galaksinin kendi gövdesinden gelen enerjik emisyonu gösteriyor ve görüntünün tepesine doğru uzayan, X-ışınlarından jet benzeri bir yapıyı açıkça ortaya koyuyor. Jetin bu kısmının X-ışın emisyonu, en hızlı şekilde değişiyor gibi durduğu bu kritik bağlantıda jetin doğası hakkında eşsiz ipuçları sunuyor. Bu görüntü Amerikan Arşivleri Ayı onuruna Chandra Arşivleri Koleksiyonu’nun parçası olarak tekrar yayınlandı.

Görsel: X-ışın: NASA/CXC/Univ. of Bristol/M.Hardcastle et al; Optik: NASA/STScI

Madde evrenin her noktasında, başka bir madde parçasının konumunu ve hızını değiştirmesine yol açabilecek bir çekim gücü yaratır. Uzaydaki bu kütle çekim kuvveti bazen, Einstein’ın görüşüne göre aslında basitçe maddenin uzay zamanın kumaşını nasıl büktüğünün ve salladığının bir dışavurumu olan bir kütle çekim güç alanı olarak görselleştirilir. Bazı madde türleri kütle çekim yükünün yanında bir de elektrik yüküne sahiplerdir. Durağan bir yüklü parçacığın evrendeki her noktada, kütle çekimsel olana benzer bir elektrik güç alanı yarattığı düşünülebilir, ama bu alan yalnızca elektrik yüklü madde parçaları tarafından hissedilir. Manyetik alanlar hareket eden elektrik yüklerinden doğar. Hem kütle çekim alanlarının, hem de manyetik alanların ekstrem örnekleri Samanyolu’nun merkezinde bulunabilir. Burada, büyüklük olarak Güneş’in yarıçapının yalnızca 17 katı kadar bir alana sıkışmış olan, 4 milyon Güneş kütlesine sahip canavar bir kara delik gizleniyor. Bu cismi doğrudan görmeyiz ama kara deliğin yakınlarında bir yerden gelen X-ışın emisyonunu görüyoruz. Aynı zamanda yakındaki yıldızların bu canavarın kütle çekim alanında dans edişlerini de görebiliriz. Bu canavar kara deliğin hemen yanında astronomların bir magnetar olarak sınıfladığı bir cisim, yani akıl almaz şekilde güçlü bir manyetik alana sahip ekstrem türde bir nötron yıldızı var. Bu cisim 2013’te, astronomlar bir gaz bulutunun süperdev kara deliğin içine düşüşünü izlemek umuduyla Galaktik merkeze baktıkları sırada keşfedildi. İzlerken, daha önce varlığından şüphelenilmeyen bu magnetardan gelen parlak bir X-ışın radyasyonu püskürmesi gördüler. Buna benzer magnetarların manyetik alanları, Dünya üzerinde şimdiye kadar üretilen tüm mıknatıslardan yüz milyonlarca kat daha güçlüler ve o kadar kuvvetliler ki Ay’ın mesafesinin yarısından, Dünya üzerindeki bütün kredi kartlarının manyetik şeritlerindeki tüm bilgileri silebilirler. Astronomlar bu manyetik canavarı izlemeye devam ettiler ve sıra dışı bir şey buldular: patlama tarafından üretilen X-ışın emisyonu beklenildiği gibi sönükleşmedi. Bu ekstrem alanlar arasında tuhaf bir bağlantı olabilir mi?

Görsel & Referans: NASA/CXC/INAF/F.Coti Zelati et al

RW Aurigae A adlı genç yıldız özgün davranışıyla tanınıyor: her birkaç yılda bir yıldızın ışığı birkaç aylık bir süre için sönükleşiyor, daha sonra ışık önceki parlaklığına geri kavuşuyor. Bu sönükleşme olaylarının kökeni tam olarak anlaşılabilmiş değil. RW Aur A, içerisinde muhtemelen gezegenlerin oluşmakta olduğu kalın bir ön gezegenimsi madde diskiyle çevrelenmiş ve diskin özellikle yoğun bir kısmı yıldızla gözlemci arasına geldiğinde sönük dönemler gerçekleşiyor olabilir. Son zamanlarda, X-ışın ve optik gözlemleri, yıldızın bu tuhaf davranışının arttığını gösteriyor gibi duruyor. Yukarıdaki görsel yıldızın X-ışın emisyonunun, Chandra X-ışın Gözlemevi tarafından üç farklı zamanda, 2013’te (kırmızı), 2015’te (mavi) ve 2017’de (siyah) ölçüldüğü şekliyle bir kaydı gösteriyor. Veri grafikleri yıldızın X-ışın enerjisine karşı göreceli parlaklığını gösteriyor; düşük enerjiler sola doğru gösterilirken yüksek enerji X-ışınları sağa doğru gösteriliyor. Bu veriler ilginç ve sıra dışı bir hikaye anlatıyor. 2013’te X-ışın emisyonu parlaktı ve düşük enerji X-ışınlarına doğru eğri çizdi. Ama 2015’te kaynak çok sönük hale geldi ve tespit edilen emisyonun çoğu daha yüksek X-ışın enerjilerindeydi. Ardından, 2017’de yıldız aniden parlaklaştı, ama bu yalnızca yüksek enerjilerde gerçekleşti; hiçbir düşük enerji fotonu tespit edilmedi. Bu da tercihen düşük enerji X-ışınlarını soğuran çok miktarda maddenin belirdiğini düşündürüyor. Ayrıca 6 & 7 keV arasındaki enerjilerdeki dar enerji artışı, çok miktarda element demirin varlığını belirtiyor. Astronomlar hala X-ışın emisyonundaki büyük değişime neyin sebep olduğundan emin değiller. Heyecan verici bir ihtimal, RW Aur A’yı çevreleyen diskteki demir zengini bir gezegenin, muhtemelen başka bir küçük gezegenle çarpışma nedeniyle parçalanması. Eğer böyleyse demir zengini maddeler büyük ihtimalle RW Aur A tarafından yutuldu, bu da gezegenlerinden birisini yutan bir yıldıza dair ilk kayıtlı vaka olabilir.

Görsel & Referans: X-ışın spektrumu: NASA/CXC/MIT/H.M.Günther