James Webb, süper kütleli kara deliklerin nasıl beslendiğini ortaya çıkardı

James Webb Uzay Teleskobu, süper kütleli kara deliklerin çevrelerine yaydıkları gazı yeniden toplayarak beslenmeye devam ettiğini ortaya çıkardı. NGC 4696 galaksisinin merkezindeki gaz hareketlerini inceleyen gök bilimciler, binlerce ışık yılı uzunluğundaki gaz lifleri ile kara deliğin çevresinde dönen beslenme diski arasındaki bağlantıyı doğrudan görüntüledi.Kara deliğin çevresindeki gaz kapalı bir döngü oluşturuyorBüyük galaksilerin merkezlerinde, Güneş’in milyonlarca hatta milyarlarca katı kütleye ulaşabilen süper kütleli kara delikler bulunuyor. Bu kara deliklerin bir bölümü çevresindeki gaz ve tozu çok düşük miktarda tüketirken aktif durumdaki kara delikler yoğun biçimde madde topluyor. Aktif galaktik çekirdek adı verilen bu bölgeler, galaksilerin merkezlerinde son derece parlak enerji kaynaklarına dönüşüyor.Aktif süper kütleli kara delikler, kutuplarından yüksek enerjili madde jetleri çıkarıyor. Bu jetler galaksideki gaz ve tozu ısıtabiliyor, dağıtabiliyor veya galaksinin dış bölgelerine sürükleyebiliyor. Yıldızların oluşabilmesi için gereken soğuk gazın azalması, yeni yıldızların doğumunu yavaşlatıyor ve bazı galaksilerde yıldız oluşumunu neredeyse tamamen durduruyor.Bu süreç uzun süredir önemli bir çelişki yaratıyordu. Kara deliğin çıkardığı jetler kendi yakıtını galaksinin merkezinden uzaklaştırıyorsa kara deliğin büyümeye devam etmemesi gerekiyordu. James Webb’in evrenin bir milyar yaşına bile ulaşmadığı dönemlerde süper kütleli kara delikler tespit etmesi de soruyu daha kritik hale getirdi. Madde biriktirme ve kara delik birleşmeleriyle bu büyüklüklere ulaşılması için gereken sürenin, erken evrende mevcut olan süreden daha uzun olduğu düşünülüyordu.Yeni gözlemler, kara deliğin dışarı ittiği gazın tamamen kaybolmadığını ortaya koydu. Jetlerin ısıttığı gaz zamanla soğuyor, yoğunlaşıyor ve uzun, ince lifler halinde galaksinin merkezine geri dönüyor. Bazıları yalnızca birkaç yüz ışık yılı genişliğinde olan bu gaz lifleri, binlerce ışık yılı boyunca uzanabiliyor. Manyetik kuvvetler içeri düşen gazın dönüşünü yavaşlatırken madde kara deliğin çevresindeki dönen diskte birikiyor. Disk kara deliği besliyor, kara delik yeniden jet çıkarıyor ve süreç tekrar başlıyor.Gök bilimciler bu döngüyü Dünya’dan yaklaşık 145 milyon ışık yılı uzaklıktaki Erboğa Galaksi Kümesi’nin merkezinde bulunan NGC 4696 galaksisinde inceledi. Hubble Uzay Teleskobu daha önce galaksinin merkezindeki süper kütleli kara deliğin yakınında kanca veya S harfi biçiminde görünen iyonlaşmış bir gaz yapısı tespit etmişti. Hubble görüntüleri yapının biçimini ortaya çıkarmış ancak gazın hangi yönde ve hangi hızla hareket ettiğini belirleyememişti.James Webb, NGC 4696’yı Yakın Kızılötesi Spektrografı NIRSpec ile 4 Haziran 2025’te gözlemledi. Yaklaşık 7,7 saat süren incelemede galaksinin merkezindeki 618 parseke 618 parseklik alan, yaklaşık 10 parseklik çözünürlükle tarandı. Böylece kara deliğin çevresindeki gazın konumu, sıcaklığı ve hareketi ayrıntılı bir harita üzerinde belirlendi.Veriler, Hubble’ın görüntülediği kıvrımlı yapının kara deliğin çevresinde dönen çok fazlı bir çevresel disk olduğunu ortaya çıkardı. Yaklaşık 800 ışık yılı genişliğindeki yapıda gaz saniyede 600 kilometreye, saatte ise yaklaşık 2,1 milyon kilometreye ulaşan hızlarla hareket ediyor. Diskin yarıçapı yaklaşık 120 parsek olarak ölçülürken merkezdeki gazın görüş doğrultusundaki hızı saniyede eksi 200 ile artı 400 kilometre arasında değişiyor. Kara deliğe ve jetin yoğunlaştığı bölgeye yakın gazda hız dağılımı saniyede 1.700 kilometreye kadar çıkıyor.Dönen diske bağlı gaz lifinin gözlemlenen bölümü yaklaşık 105 parsek genişliğinde ve en az 350 parsek uzunluğunda. Lif, NIRSpec’in görüş alanının dışına taşmaya devam ediyor. Gazın hareketi, lifin galaksinin daha geniş bölgelerinden merkeze doğru uzandığını ve kara deliğin çevresindeki diske madde taşıdığını ortaya koydu. Lif ile diskin birleştiği noktada gazın daha düzensiz ve hızlı hareket ettiği ölçüldü.Gözlemler üç boyutlu manyetohidrodinamik bilgisayar simülasyonlarıyla karşılaştırıldı. Simülasyonda sıcak atmosferden yoğunlaşan gazın açısal momentum kaybederek ince lifler oluşturduğu, merkeze ilerlediği ve kara deliğin çevresindeki dönen diske katıldığı görüldü. Ortaya çıkan biçim ve gaz hareketleri, James Webb’in NGC 4696’da belirttiği yapıyla örtüştü.Çalışmanın lideri Julie Hlavacek-Larrondo, süper kütleli kara delikleri “nihai kozmik geri dönüşümcüler” olarak tanımladı. Kara deliğin çevresine aktardığı enerji gazı ısıtırken aynı gaz daha sonra yeniden soğuyor, ince liflere dönüşüyor ve merkeze geri akıyor. Helen Russell ise James Webb’in geniş gaz lifi ağını kara deliği besleyen dönen diske bağlayan son halkayı görüntülediğini belirtti.Araştırma, 14 Temmuz 2026’da The Astrophysical Journal Letters dergisinde çevrimiçi yayımlandı. Çalışma, aynı James Webb ve NIRSpec veri setini kullanan üç araştırmalık serinin ilk bölümünü oluşturuyor.