Süper kütleli kara delikler, neredeyse tüm büyük galaksilerin merkezlerinde yer alır ve kozmik teraziyi Güneş'in kütlesinin milyonlarca, hatta milyarlarca katıyla dengeler. Bu kadar büyük hale nasıl geldikleri inatçı bir gizem olarak duruyor: çevrelerinden gaz biriktirmek bir yol, ancak görünüşe göre en büyük örnekleri açıklamak için fazla yavaş. Kayıp açıklama için önde gelen aday, diğer devasa kara deliklerle birleşmek.

Galaksi çarpışmaları evrenin her yerinde yaygındır, dolayısıyla merkezi kara deliklerinin de sonunda bir araya gelmesi gerekir. İki galaksi birleşirken, kara deliklerinin yaklaşması, birbirlerinin yörüngesine girmesi ve yavaşça içe doğru sarmal çizerek birleşene kadar ilerlemesi beklenir. Ancak bu son aşamaları modellemek baş ağrısı olmaya devam ediyor ve gökbilimciler, çarpışan galaksilere dair bolca kanıt olmasına rağmen, birbirine son derece yakın yörüngede dönen bir çift süper kütleli kara deliği hiçbir zaman güvenilir şekilde tanımlayamadı.

Şimdi, Bonn'daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü'nden (MPIfR) Silke Britzen liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, Mrk 501 galaksisinin merkezinde tam da böyle bir çiftin varlığını öne süren doğrudan gözlemsel kanıtlar ortaya çıkardı. Bulgular, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde yayımlanmak üzere kabul edildi ve yakında çıkacak bir sayıda yer alacak.

Gökbilimciler uzun zamandır Mrk 501'in merkezi kara deliğinin, kara deliği çevreleyen aşırı koşullar ve güçlü manyetik alanlar tarafından beslenen, neredeyse ışık hızında uzaya yoğun bir parçacık jeti fırlattığını biliyorlardı. Sistemi incelemek için araştırmacılar, yaklaşık 23 yıl boyunca düzinelerce ayrı günde toplanan, birden fazla frekanstaki ayrıntılı radyo gözlemlerini inceledi. Kapsamlı veri seti dikkat çekici bir şey ortaya çıkardı: tanıdık jetin yanı sıra, hareketi de izlenebilen ikinci bir jet vardı.

Gözlemler, araştırmacıların bir galaksinin merkezinde böyle bir sistemin ilk doğrudan görüntüleme kanıtı olarak adlandırdığı şeyi sağlıyor ve ikinci bir süper kütleli kara deliğin varlığını güçlü şekilde düşündürüyor. İki kara deliğin kendisi gökyüzünde birbirinden ayrı olarak çözülemeyecek kadar yakın duruyor.

Britzen, "O kadar uzun süre aradık ki, sonra sadece ikinci bir jet görmekle kalmayıp hareketini bile izleyebilmemiz tam bir sürpriz oldu" diyor.

Kozmik Dans İçindeki İki Süper Kütleli Kara Delik

Önceden bilinen jet Dünya'ya doğru yönelmiş durumda, bu da onu olağanüstü parlak ve gözlemlenmesi nispeten kolay gösteriyor. Yeni tanımlanan jet farklı bir yöne işaret ediyor, bu da bu kadar uzun süre neden gizli kaldığını açıklamaya yardımcı oluyor.

Sadece birkaç haftalık gözlem boyunca gökbilimciler ikinci jetin konumunda çarpıcı değişiklikler fark ettiler. Jet, daha büyük kara deliğin arkasından çıkıyor ve etrafında saat yönünün tersine süpürülüyor gibi görünüyordu. Hareket tekrarlandı ve tüm sistemin düzenli bir yörünge hareketi geçirdiğini düşündürdü.

Britzen, "Verileri değerlendirmek bir gemide olmak gibiydi. Tüm jet sistemi hareket halinde. İki kara delikten oluşan bir sistem bunu açıklayabilir: Yörünge düzlemi sallanıyor" diye açıklıyor.

Araştırmacılar ayrıca Haziran 2022'de, sistemden gelen radyasyonun bir halka oluşturuyor gibi göründüğü olağandışı bir olay belirlediler. Einstein halkası olarak bilinen bu olgu, kütleçekimin ışığı halka benzeri bir görünüm yaratacak şekilde bükmesiyle ortaya çıkar. Olası bir açıklama: iki kara delik ve Dünya kısa süreliğine tam doğru şekilde hizalanmıştı ve öndeki kara deliğin kütleçekimi bir mercek gibi davranarak arkasındaki ikinci jetten gelen ışığı büküyordu. Kütleçekimsel mercekleme adı verilen bu etki, sistemin doğasına dair bir başka olası ipucu sunuyor.

İki Kara Delik Sadece 100 Yıl İçinde Birleşebilir

Ekip, jetlerdeki değişiklikleri ve parlaklıklarındaki tekrar eden desenleri inceleyerek iki kara deliğin birbirleri etrafındaki bir yörüngeyi yaklaşık her 121 günde tamamladığını hesapladı. Tahmini ayrılıkları, Dünya ile Güneş arasındaki mesafenin yalnızca 250 ila 540 katı - bu kulağa devasa geliyor, ta ki bu nesnelerin kütlelerinin 100 milyondan başladığını hatırlayana kadar.