Evrenin derinliklerinde, astronomların şimdiye kadar karşılaştığı en olağanüstü çift kara delik sistemlerinden biri olarak kabul edilen keşif yapıldı. Bu sistemin en dikkat çekici özelliği, devasa bir kara delikten fırlayan parçacık ışınının ciddi şekilde bükülmüş olması. Bu durum, kara deliğin aslında en ekstrem ikili sistemlerden birinin parçası olduğuna dair güçlü kanıtlar sunuyor.
Adı OJ 287 olarak bilinen bu blazar, yaklaşık dört milyar ışık yılı uzaklıkta bulunuyor. Blazarlar, aslında galaksilerin aktif merkezlerinde bulunan ve süper kütleli kara deliklerin çevrelerindeki devasa miktarda maddeyi yutarken ortaya çıkan güçlü emisyonlardır. Madde, kara deliğin etrafında dönerek bir yığılma diski oluşturur. Bu diskteki madde o kadar yoğundur ki, etrafa inanılmaz parlaklık yayar.
Manyetik alanların etkisiyle, yığılma diskindeki bazı yüklü parçacıklar kara delikten uzağa doğru, ışık hızına yakın hızlarda iki zıt yönde fırlayan jetler halinde hapsedilir. Blazarları neredeyse tam karşıdan gördüğümüz için, normal kuazarlardan çok daha parlak görünürler.
Ancak OJ 287, sıradan bir blazar değil. Gökbilimciler, yaklaşık 150 yıldır bu nesnenin parlaklık döngülerini takip ediyorlar. Yaklaşık 60 yıllık uzun bir döngüsü ve bunun yanı sıra sadece 12 yıllık kısa bir döngüsü mevcut. Bu kısa döngünün, ana kara deliğin yörüngesinde dönen ve Güneş'in yaklaşık 150 milyon katı kütleye sahip bir yoldaş kara delikten kaynaklandığı düşünülüyor. Ana kara deliğin kütlesinin ise tam 18.35 milyar Güneş kütlesine ulaştığı tahmin ediliyor. Bu kara delikler, Samanyolu Galaksisi'nin merkezindeki Güneş'in 4.1 milyon katı kütleye sahip Sagittarius A* ile kıyaslandığında devasa boyutlardadır.
Daha az kütleli kara delik, elips şeklinde uzamış bir yörüngede hareket ediyor. Her 12 yılda bir, daha büyük kara deliğin yığılma diskine girerek madde çalıyor ve kendi geçici yığılma diskini ve jetini oluşturuyor. Bu kısa süre zarfında, OJ 287 sistemi ikili bir kuazar haline geliyor.
Bu hipotez, önceki gözlemlerle destekleniyor. Örneğin, 2021'de tahmin edildiği gibi, ikinci kara delik birincinin diskine yaklaştığında OJ 287 sistemi parlaklığında dramatik bir artış göstererek bir kuazar gibi ışımış ve kısa sürede ortalama 100 galaksinin toplamından daha fazla enerji yaymıştır.
Şimdi ise, en büyük kara delikten yayılan kalıcı jetin şimdiye kadarki en ayrıntılı görüntüsü, Dünya ve uzaydaki radyo teleskopları ağları tarafından elde edildi. Bu yeni görüntü, ikili kara delik modelini güçlü bir şekilde destekliyor.
Bu gözlemleri yöneten Heidelberg Üniversitesi'nden radyo astronomu Efthalia Traianou, yeni görüntüdeki detay seviyesinin daha önce OJ 287 galaksisinde hiç görülmediğini belirtti.
Radyo gözlemleri, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Very Long Baseline Array (VLBA) radyo teleskoplarının onunu, Rus Spektr-R uydusundaki 10 metrelik RadioAstron anteni ile birleştirilerek yapıldı. Gözlemler 2014 ile 2017 yılları arasında gerçekleştirildi.
Birleştirilmiş yer-uzay radyo teleskop ağı, Dünya'nın çapının beş katı bir tabana (sanal açıklığına) sahip bir interferometre oluşturdu ve bu da olağanüstü bir çözünürlük sağladı. Elde edilen görüntü, OJ 287'nin merkezine odaklanıyor ve sadece üçte bir ışık yılı genişliğindeki bir bölgeyi gösteriyor. Radyo dalga boyundaki görüntü, kara deliğin jetinin düz olmadığını, aksine üç belirgin bükülmeye sahip olduğunu gösteriyor. 2014-2017 arasındaki gözlemler ayrıca jetin açısının yaklaşık 30 derece değiştiğini ortaya koydu. Bu görüntü, jetin yeniden yönlendirilmesinin kaynağına çok yakın bir yerde gerçekleştiğini kanıtlıyor.
Bu ciddi yeniden yönlendirme, yörüngedeki ikinci kara deliğin çekim kuvvetinin jet üzerine uyguladığı çekimden kaynaklanıyor olabilir, bu da jetin bükülmesine ve ekseni etrafında dönmesine neden olabilir.
Radyo dalga boyundaki görüntüler, yeni bir jet bileşeninin sonucu olarak oluşan bir şok dalgasını da yakaladı. Bu şok dalgası jet boyunca ilerledikçe, NASA'nın Fermi Uzay Teleskobu ve Swift görevi gibi araçlar tarafından tespit edilen yüksek enerjili gama ışınları akışını serbest bıraktı.
Jetin bazı kısımları inanılmaz derecede 10 trilyon santigrat dereceye kadar radyasyon yayıyor gibi görünüyor. Bu sıcaklık, insan deneyimi için akıl almaz derecede yüksektir ve aslında doğru olamayacak kadar sıcaktır. Bu, ışık hızına yakın hızlarda bize doğru hareket eden şeylerin Doppler etkisiyle parlaklığının arttığı göreceli karartma adı verilen bir fenomenin etkisini gördüğümüz bir yanılsamadır.
Potansiyel bir ikili kara delik olarak OJ 287'nin başka önemli kullanım alanları da bulunuyor.
Bu özel özelliklerin, galaksiyi birleşen kara delikler ve ilişkili kütleçekimsel dalgalar üzerine yapılacak daha fazla araştırma için ideal bir aday haline getirdiğini belirtti.
OJ 287 sistemindeki iki önerilen kara delik sonunda çarpışıp birleşecek olsa da, bu devasa olay yakın zamanda gerçekleşmeyecek. Ancak, birbirlerine doğru kaçınılmaz sarmal hareketleri sürekli zayıf kütleçekimsel dalgalar yayıyor. Mevcut kütleçekimsel dalga dedektörlerimiz, bu dalgalar çok zayıf ve dalga boyları çok büyük olduğu için onları tespit edemiyor. Potansiyel olarak, düzenli saat atışları gibi zamanlamaları, aramızda ve pulsar'lar arasından geçen kütleçekimsel dalgalar tarafından bozulan pulsar zamanlama dizileri, OJ 287'den gelen kütleçekimsel dalgaları tespit edebilir.
Gelecekte ise Avrupa Uzay Ajansı'nın 2030'ların ortasında fırlatılması beklenen Lazer İnterferometre Uzay Anteni (LISA) görevi, Dünya tabanlı dedektörlerin yakalayamayacağı kadar uzun dalga boylarına sahip kütleçekimsel dalgalar üreten bu tür ikili süper kütleli kara deliklerin nihai birleşmelerini tespit edebilir.
Bulgular, 30 Temmuz'da Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlandı.
