Astronomlar, neredeyse 12,5 milyar yıl önceki bir radyo galaksisinden gelen sinyalini doğruladı. Kaynak, TXS 2354+015 olarak bilinen bu nesne, optik ışığında gözlemlenen karakteristik düşüşten yüksek kırmızıya kayma adayı olarak tespit edildi ve üstünü açan spektroskopi çalışmaları onu 4,946 kırmızıya kayma değerine yerleştirdi. Buluşu önderen INAF Torino Fiziksel Gözlem Evi’nin liderliğindeki ekip, bulgularını 23 Eylül’de arXiv önbaskı sunucusuna sundu ve galaksinin şimdiye kadar bulunan en radyo galaksileri arasında en güçlüsü olabileceğini belirtti.
Nesne, evren sadece 1,1 ile 1,3 milyar yaşında iken var olmuş; yani ışığın bize ulaşması için 12,5 milyar yıldan fazla yol kat etmesi gerekiyor. Bu da onu şimdiye kadar bulunan ikinci en uzak radyo galaksisi yaparken, aynı zamanda bilinen literatürdeki diğer tüm yüksek kırmızıya kayma radyo galaksilerinden daha güçlü bir radyo yayılımı sergiliyor.
Radyo sesli aktif galaksi merkezleri ve jetler
Bir galaksin merkezindeki süperkütleli kara deliğe madde düştüğünde ortaya çıkan birikme faaliyeti, o galaksinin merkezinde aktif bir galaksi çekirdeği (AGN) besleyebilir ve içinden plazma fışkıran, büyük miktarlarda radyo dalgaları üreten relativistik jetler fırlatabilir. Böyle bir galaksiye de radyo sesli aktif galaksi Merkezi (RLAGN) deniyor. Jetlerin taşıdığı enerji, galaksideki yıldız oluşumunu etkileyebilir ve çevresindeki gazı ısıtabilir.
Bu “AGN geri beslemesi”, evrendeki galaksi sayısını doğru biçimde öngören simülasyonlara dahil ediliyor. Yüksek-z RLAGN olarak adlandırılan bu güçlü nesneler, evrenin erken dönemindeki en kütveli ve ilk oluşan galaksilerin ve galaksi kümelerinin konumlarını işaret etme eğiliminde.
Buna rağmen çoğu güçlü erken-evren RLAGN’in merkez kara deliği ve çevre bölgeleri, tozlu gazdan oluşan bir balonun ardına gizleniyor; yalnızca radyo jeti kaçabiliyor ve doğrudan gözlemlenebiliyor. Özellikle 2024 yılında yapılan bir çalışma, bu kaynakların kırmızıya kayma değerleri 3,5’ten büyük olanların yüzde 90’ına kadarının ultraviyole ve optik bantlarda gizli olabileceğini öne sürüyor. Gizli oldukları için bunları bulmak ve spektroskopik olarak doğrulamak zor.
Radyo galaksisi avında eksik kalan parça
Radyo kaynaklarını avlmanın baskın yaklaşımı, olağandışı derecede dik spektrumları belirlemeye dayanıyor ancak bu yöntem gerçek nüfusun büyük bir bölümünü kaçıruyor gibi görünüyor. Bu açığı kapatmak için astronomlar derin optik görüntülemeyi radyo kataloglarıyla birleştirmeyi tercih etti ve ışığında aşırı uzaklığın işaretini veren “düşme” (dropout) özelliğini gösteren galaksileri aradı. Lyman-kesinti tekniği olarak bilinen bu yöntemde, araya giren nötral hidrojen bulutları ultraviyole ışığı soğurur ve galaksin gözlemlenen optik spektrumunun yüksek kırmızıya kaymalarda ani bir düşüş göstermesine neden olur.
Bu çalışmada INAF Torino Fiziksel Gözlem Evi’nden Barbara Balmaverde önderliğindeki ekip, Subaru’nun Hyper Suprime-Cam Subaru Stratejik Programı araştırmasından derin optik görüntülemeyi; 150 MHz’de TGSS ve 3 GHz’de VLASS gibi radyo kataloglarıyla birleştirerek, optik karşılıkları kırmızıya kayma aralığı 4,5 ile 5,3 arasında karakteristik “düşme” özelliğini gösteren radyo kaynaklarını aradı. Bu aralıkta evren 1,1 milyar ile 1,3 milyon yaşındaydı.
Aramaları sırasında ekip, optik spektrumunda belirgin bir Lyman-alfa yayılım çizgisi gösteren ilginç bir aday olan TXS 2354+015’i buldu. İkinci, daha sönük bir yayılım çizgisini kullanarak kırmızıya kaymayı doğruladılar. Yayılini çizgisinin konumuna dayanarak ekip, evren 1,2 milyar yaşından genç olduğu bu anda nesneyi 4,946 kırmızıya kayma değerinde onayladı. Bu da onu şimdiye kadar bulunan ikinci en uzak radyo galaksisi yaptı.
Ekip ayrıca bunun rastlantısal bir hizalanma olup olmadığını da kontrol etti. Optik ve radyo verileri arasındaki hassas konumsal uyum, son derece nadir radyo parlaklığı ve radyo ile optik yayılım arasındaki beklenen oran; bunun optik karşılığı olan gerçek bir radyo kaynağı olduğu sonuçunu destekledi.
Tüm güçlülerin en gücülü
Araştırmacılar içsel radyo güçlerini hesapladığında, TXS 2354+015’in literatürdeki bilinen diğer tüm yüksek kırmızıya kayma radyo galaksilerinden daha güçlü olduğu ortaya çıktı. 500 MHz’de tahmini radyo gücü, 2008 yılında yapılan bir araştırmadan kalen önceki rekor sahibini geride bırakıyor. Ekip makalede “Bu nedenle TXS 2354+015, şimdiye kadar bilinen en güçlü radyo galaksisi gibi görünüyor” yazıyor.
Araştırmacılar ayrıca yaklaşık 2 trilyon güneş kütlesine ulaşan olası bir ana galaksi kütlesi de tahmin etti. Bu sayı onu bilinen en parlak galaksilerden birisi yapıyor. Ekip, “Bu tahmin açıkça birkaç büyük belirsizlikle örülü; özellikle de yıldız nüfusunun yaşı nedeniyle” şeklinde uyarıda bulunuyor.
Araştırmacılar, TXS 2354+015’in olağandışı dik spektrum seçim kriterlerini karşılamadığını tespit etti. Optik düşme yöntemiyle yapılan bu keşif, standart radyo seçim tekniğinin eksik olduğunu ve muhtemelen erken-evrendeki örtülü radyo galaksisi nüfusunun anlamlı bir bölümünü kaçırdiğini destekliyor.
Balmaverde önderliğindeki ekibin makalesi, “The quest for high-redshift radio galaxies II. Discovery of the most powerful known radio galaxy at z=4,946” (Yüksek kırmızıya kayma radyo galaksisi arayışı II. z=4,946’daki bilinen en güçlü radyo galaksisinin keşfi) başlığını taşıyor ve arXiv üzerinden erişilebiliyor.
“Bu nedenle TXS 2354+015, şimdiye kadar bilinen en güçlü radyo galaksisi gibi görünüyor.”
Balmaverde önderliğindeki araştırma ekibi
Ekipten Shreejaya Karantha tarafından yazılan ve Lisa Lock tarafından düzenlenen bu haber, Robert Egan tarafından doğrulanıp gözden geçirildi. Makalenin tam metnine arXiv üzerinden ulaşılabilir.
1 yorum
Fikrinizi bir kaynak, soru veya yapıcı karşı görüşle geliştirin.