Üç yoldan gelen ışık

Uzak bir galaksinin çekirdeğinden gelen ışık, ön plandaki galaksi kümesinin kütleçekim alanında yön değiştiriyor. Gökyüzünde üç ayrı görüntü oluşuyor; kaynak tek. Kozmik öğle dönemindeki bu çekirdeği inceleyen yeni arXiv ön baskısında mercek, sönük bir nesneyi Chandra’nın X ışını ölçümüne taşıyan fiziksel düzenek. Hubble görüntüsü de aynı ışık yolunun başka bir bölümünü izliyor. Burada keşfin ölçeği, çok parlak bir kuasar eklemekten farklı: büyütme, normalde erişilmesi zor olan düşük parlaklıklı bir çekirdeğin enerji kaynağını tartışmaya açıyor. Çalışma, kara deliğin kütlesini doğrudan ölçmüyor; çevresindeki maddeden çıkabilecek ışınımın izini arıyor.[1]

Üç görüntünün her birinde X ışını saptanması, ışığın aynı arka plan nesnesinden geldiği yorumunu destekliyor. Araştırmacılar yayımlanmış mercek modellerini kullanarak toplam büyütmeyi yaklaşık 78 hesaplıyor. Bu büyük kazanç, ölçülen parlaklık ile kaynağın kendi parlaklığı arasına yeni bir dönüşüm koyuyor. Mercek modeline göre geometrik kırmızıya kayma yaklaşık 2,14. Bunlar kaynağın tayfından doğrudan okunmuş uzaklık ve büyütme değerleri değil. Hubble’da yalnızca bir bantta saptanması da optik ışığın dağılımını tam kurmayı engelliyor. Işığın azlığı ortadan kalkmıyor; mercek sayesinde farklı bir biçimde ölçülebilir oluyor.[1]

Enerjinin iki olası kaynağı

Büyütme çıkarıldıktan sonra hesaplanan X ışını parlaklığı, saniyede yaklaşık 1,2 çarpı 10 üzeri 42 erg. Bu enerji kaynağının merkezde madde toplayan bir kara delik olması, yazarların etkin galaksi çekirdeği yorumunun temeli. Ancak yıldız oluşumu da X ışını üreten sistemler oluşturabilir. Araştırmacılar bu olasılığı, gözlenen yüksek enerjili ışığı açıklamak için gereken yıldız oluşumunu optik ve kızılötesi sınırlarla karşılaştırarak sınadı. Gereken etkinlik, tercih edilen toz varsayımları altında izin verilen değerin üzerine çıkıyor. Benim çıkarımım, merceğin yalnızca bir nesneyi görünür kılmadığı; onun enerji kaynağı için rakip açıklamaları da daralttığı.[1]

Alternatifin sınırı tozun rolünde kalıyor. Daha fazla gizlenmiş yıldız oluşumu, kullanılan varsayımlar değiştiğinde açıklamanın bir bölümünü geri kazanabilir. Ön baskı, hiçbir düşünülebilir toz düzeninin bunu yapamayacağını göstermiyor. Optik ışığın yaşlı yıldızlardan mı, tozla örtülmüş daha genç bir nüfustan mı geldiği de tam ayrışmış değil. Bu belirsizlikler, gözlenen X ışınını ortadan kaldırmıyor; ışınımın kaynağına giden çıkarımın hangi koşullarda geçerli olduğunu belirliyor. Sönük bir çekirdeği görmek ile onu bütün özellikleriyle tanımak arasında hâlâ bir mesafe var.[1]

Büyümenin daha sönük aralığı

Bu ölçümün kozmik büyüme açısından katkısı, parlak kuasarların dışında kalan bir aralığı erişilebilir kılması. Üç görüntü, üç kara delik ya da üç bağımsız galaksi sayımı sağlamıyor. Aynı kaynağın ışığına farklı yollar açıyor. Tek nesne, sönük etkin çekirdeklerin ne kadar yaygın olduğunu belirlemeye de yetmiyor. Bu yüzden sonuçtan bütün kara delik nüfusunun büyüme geçmişine geçiş yapılamaz. Yine de mercek, düşük parlaklıktaki madde akışını araştırmak için somut bir hedef sunuyor. Büyümenin yalnızca en parlak evrelerini seçen gözlem penceresi, bu örnekte daha aşağıya uzanıyor.[1]

Son noktada ışığın yolunu tersine izlediğimizde, ölçümün kazancı ile sınırı aynı mercekte birleşiyor. Chandra’nın saptadığı X ışınları var; kaynak parlaklığına dönüşüm ise büyütme modeline dayanıyor. Hubble’ın sınırlı renk bilgisi, yıldız ve toz yorumlarının ayrılmasını daraltıyor. Kaynağın ayrıntılı tayfına veya ek bantlardaki ışığına dayanan bir çözüm bu ön baskıda sunulmuyor; mevcut çıkarımın serbestlikleri kullanılan veriyle sınırlı kalıyor. Bugünkü fiziksel kazanım, kozmik öğle dönemindeki sönük çekirdeğin ölçülebilir hâle gelmesi ve madde akışı açıklamasının belirli rakipleri karşısında güçlenmesi. Büyütmenin sağladığı erişim, belirsizliği yok etmek yerine onun yerini değiştiriyor.[1]