James Webb Uzay Teleskobu’nu kullanan araştırmacılar, kara delik oluşumuyla ilgili mevcut teorilere meydan okuyarak bilinen en eski kara deliği keşfetti. Astronomide önemli bir ilerleme olarak kabul edilen bu keşif, daha eski kara deliklerin tanımlanmasına ve kökenlerinin anlaşılmasına yol açabilir. Kredi bilgileri: SciTechDaily.com
Gökbilimciler evrenin en eskisini keşfetti Kara delik JWST ile kara delik büyümesine ilişkin mevcut teorilere meydan okuyor ve potansiyel olarak ev sahibi galaksi GN-z11’in gelişimini etkiliyor.
Araştırmacılar, evrenin başlangıcından bu yana gözlemlenen en eski kara deliği keşfettiler ve bunun, ev sahibi galaksiyi ölene kadar ‘yediğini’ buldular.
Cambridge Üniversitesi liderliğindeki uluslararası ekip, James Webb Uzay Teleskobu (JWST), 400 milyon yıl sonrasına tarihlenen kara deliği tespit edecek. Büyük patlama13 milyar yıldan fazla bir süre önce. Baş yazar Profesör Roberto Maiolino’nun “ileriye doğru dev bir adım” olduğunu söylediği sonuçlar bugün (17 Ocak) dergide bildirildi. Doğa.
Mevcut Teorilere meydan okumak
Güneşimizin kütlesinin birkaç milyon katı olan bu şaşırtıcı derecede büyük kara deliğin evrende bu kadar erken bir zamanda var olması, kara deliklerin nasıl oluşup büyüdüğüne dair varsayımlarımızı sorguluyor. Gökbilimciler, galaksilerin merkezinde süper kütleli kara deliklerin bulunduğuna inanıyorlar. Samanyolu milyarlarca yıl içinde bugünkü boyutlarına ulaştı. Ancak yeni keşfedilen bu kara deliğin boyutu, bunların başka şekillerde de oluşabileceğini gösteriyor: “Büyük doğmuş” olabilirler ya da mümkün olduğu düşünülenden beş kat daha yüksek bir oranda madde yiyebilirler.
Süper Kütleli Kara Deliklerin Oluşumu
Standart modellere göre süper kütleli kara delikler, ölü yıldızların kalıntılarından oluşuyor, çöküyor ve Güneş’in kütlesinin yaklaşık yüz katı kadar bir kara delik oluşturabiliyor. Eğer beklenen bir şekilde büyüseydi, yeni tespit edilen bu kara deliğin gözlemlenen boyutuna ulaşması yaklaşık bir milyar yıl alacaktı. Ancak bu kara delik tespit edildiğinde evren henüz bir milyar yaşında değildi.
Bu çizimde, NASA’nın James Webb Uzay Teleskobu üzerindeki çok katmanlı güneş kalkanı, gözlemevinin petek aynasının altında uzanıyor. Katkıda bulunanlar: NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez
Cambridge’in Cavendish Laboratuvarı ve Kavli Kozmoloji Enstitüsü’nden Maiolino, “Evrende bu kadar büyük bir kara deliği görmek için çok erken, bu yüzden onların oluşabileceği diğer yolları düşünmeliyiz” dedi. “Çok eski galaksiler son derece gaz bakımından zengindi, dolayısıyla kara delikler için bir büfe gibiydiler.”
Tüm kara delikler gibi, bu genç kara delik de büyümesini hızlandırmak için ev sahibi galaksideki malzemeleri tüketiyor. Ancak bu eski kara deliğin daha sonraki dönemlerdeki kardeşlerinden çok daha güçlü bir şekilde maddeyi yuttuğu görüldü.
Kara Deliğin Galaksisi Üzerindeki Etkisi
GN-z11 adı verilen genç ev sahibi galaksi, merkezindeki böylesine enerjik bir kara delikten parlıyor. Kara delikler doğrudan gözlemlenemez ancak bunun yerine, kara deliğin kenarlarına yakın bir yerde oluşan, dönen bir birikim diskinin kendini belli eden parıltısıyla tespit edilirler. Birikme diskindeki gaz aşırı derecede ısınır ve parlamaya ve ultraviyole aralığında enerji yaymaya başlar. Bu güçlü parıltı, gökbilimcilerin kara delikleri nasıl tespit edebildiklerini gösteriyor.
GN-z11, Samanyolu’ndan yaklaşık yüz kat daha küçük, kompakt bir galaksidir, ancak kara delik muhtemelen onun gelişimine zarar veriyor. Kara delikler çok fazla gaz tükettiğinde, gazı ultra hızlı bir rüzgar gibi iter. Bu ‘rüzgar’, galaksiyi yavaş yavaş öldürerek yıldız oluşum sürecini durdurabilir, ancak aynı zamanda kara deliğin ‘besin’ kaynağını da keseceği için kara deliğin kendisini de öldürecektir.
Astronomide Yeni Dönem
Maiolino, JWST’nin sağladığı devasa ilerlemenin bunu kariyerindeki en heyecan verici dönem haline getirdiğini söylüyor. “Bu yeni bir çağ: Duyarlılıktaki, özellikle de kızılötesindeki dev sıçrama, Galileo’nun teleskopundan bir gecede modern teleskopa geçmeye benziyor” dedi. “Webb çevrimiçi olmadan önce, belki de evrenin, görebildiğimizin ötesine geçtiğinizde o kadar da ilginç olmadığını düşünüyordum. Hubble uzay teleskobu. Ancak durum hiç de öyle değil: Evren bize gösterdiği şeyler konusunda oldukça cömert davrandı ve bu sadece başlangıç.”
Maiolino, JWST’nin duyarlılığının önümüzdeki aylarda ve yıllarda daha eski kara deliklerin bile bulunabileceği anlamına geldiğini söylüyor. Maiolino ve ekibi, kara deliklerin daha küçük ‘tohumlarını’ bulmaya çalışmak için JWST’nin gelecekteki gözlemlerini kullanmayı umuyor; bu, kara deliklerin oluşabileceği farklı yolları çözmelerine yardımcı olabilir: ister büyük başlıyorlar, ister hızlı büyüyorlar.
Referans: “Erken Evrende küçük ve güçlü bir kara delik” 17 Ocak 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-024-07052-5
Araştırma kısmen Avrupa Araştırma Konseyi, Kraliyet Topluluğu ve Birleşik Krallık Araştırma ve Yenilik’in (UKRI) bir parçası olan Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi (STFC) tarafından desteklendi.