‘Mini’ canavar kara deliği devin büyümesine dair ipuçları tutabilir

Nispeten küçük bir galakside süper kütleli bir kara deliğin keşfi, gökbilimcilerin en büyük kara deliklerin nasıl büyüdüğüne dair gizemi çözmesine yardımcı olabilir.

Araştırmacılar, Mrk 462 galaksisinde gaz ve toz içinde gömülü Güneş kütlesinin yaklaşık 200.000 katı içeren bir kara deliği tespit etmek için NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi’ni kullandılar.

Mrk 462 sadece birkaç yüz milyon yıldız içerir ve bu da onu bir cüce galaksi yapar. Buna karşılık, Samanyolumuz birkaç yüz milyar yıldıza ev sahipliği yapıyor. Bu, bir cüce galakside yoğun şekilde gömülü veya “gizlenmiş” bir süper kütleli kara deliğin ilk bulunduğu durumlardan biridir.

New Hampshire’daki Dartmouth Koleji’nden Jack Parker, yine Dartmouth’tan meslektaşı Ryan Hickox ile çalışmayı yöneten, “Mrk 462’deki bu kara delik, süper kütleli veya canavar kara deliklerin en küçüğü arasında” dedi. “Bunun gibi kara delikleri bulmak çok zor.”

Daha büyük galaksilerde, gökbilimciler genellikle galaksilerin merkezlerindeki yıldızların hızlı hareketlerini arayarak kara delikler bulurlar. Bununla birlikte, cüce gökadalar, mevcut araçların çoğu bunu tespit etmek için çok küçük ve loş. Başka bir teknik, gazın milyonlarca dereceye kadar ısıtılması ve bir kara deliğe doğru düşerken X-ışınlarında parlaması gibi büyüyen kara deliklerin imzalarını aramaktır.

Bu çalışmadaki araştırmacılar, Sloan Digital Sky Survey tarafından toplanan optik verilerden daha önce kara delik büyümesinin ipuçlarını gösteren sekiz cüce gökadaya bakmak için Chandra’yı kullandılar. Bu sekiz kişiden sadece Mrk 462, büyüyen bir kara deliğin X-ışını imzasını gösterdi.

Düşük enerjili X-ışınlarına kıyasla yüksek enerjili X-ışınlarının alışılmadık derecede büyük yoğunluğu ve diğer dalga boylarındaki verilerle yapılan karşılaştırmalar, Mrk 462 kara deliğinin gaz tarafından büyük ölçüde gizlendiğini gösterir.

Hickox, “Gömülü kara delikleri tespit etmek, açığa çıkanlardan daha zor olduğu için, bu örneği bulmak, benzer kara deliklere sahip çok daha fazla cüce gökada olduğu anlamına gelebilir” dedi. “Bu önemli çünkü astrofizikteki önemli bir soruyu ele almaya yardımcı olabilir: Kara delikler evrende bu kadar erken nasıl bu kadar büyük oldu?”

Önceki araştırmalar, evrenin şu anki yaşının küçük bir kısmı olan, evrenin bir milyar yaşından küçük olduğu zaman, kara deliklerin bir milyar güneş kütlesine büyüyebileceğini göstermişti. Bir fikir, bu devasa nesnelerin, büyük kütleli yıldızların Güneş’in kütlesinin sadece yaklaşık 100 katı ağırlığında kara delikler oluşturmak üzere çöktüğünde yaratıldığıdır. Ancak teorik çalışma, erken evrende görülen boyutlara ulaşmak için yeterince hızlı bir şekilde ağırlığı nasıl toplayabildiklerini açıklamakta zorlanıyor.

Alternatif bir açıklama, erken evrenin, yaratıldıkları zaman, belki de devasa gaz ve toz bulutlarının çöküşünden dolayı on binlerce güneş kütlesi içeren kara deliklerle tohumlandığıdır.

Süper kütleli kara deliklere sahip cüce gökadaların büyük bir kısmı, ilk nesil yıldızlardan gelen küçük kara delik tohumlarının, erken evrende milyarlarca güneş kütleli nesneyi oluşturmak için şaşırtıcı bir hızla büyüdüğü fikrini desteklemektedir. Daha küçük bir kesir, kara deliklerin on binlerce Güneş ağırlığında hayata başladığı fikrini desteklemek için teraziyi devirirdi.

Bu beklentiler geçerlidir, çünkü dev bir buluttan orta büyüklükte bir kara deliğe doğrudan çöküş için gerekli koşullar nadir olmalıdır, bu nedenle cüce gökadaların büyük bir bölümünün süper kütleli kara delikler içermesi beklenmez. Öte yandan, her galakside yıldız kütleli kara delikler bekleniyor.

Parker, “Bir örnekten güçlü sonuçlar çıkaramayız, ancak bu sonuç, cüce galaksilerdeki gömülü kara delikler için çok daha kapsamlı aramaları teşvik etmelidir” dedi. “Öğrenebileceklerimiz için heyecanlıyız.”

Bu sonuçların Salt Lake City’deki Amerikan Astronomi Derneği toplantısının 239. toplantısında sunulması planlandı ve 10 Ocak Pazartesi günü düzenlenen sanal bir basın brifinginin parçasıydı.