İlkel kara delikler yıldızları dışarı atabilir ve onların yerine geçebilir

İlkel kara delikler evrenin evriminin en erken aşamalarında oluşmuştur. Muazzam kütle çekimleri yıldız sistemlerinde tahribata yol açıyor olabilir. Geniş ikili sistemlere enerji aktararak yörüngelerini bozabilirler.

Göksel zorbalar gibi, bunların bozulması aşırı sonuçlara yol açabilir, örneğin bir yıldızı fırlatıp yerine yenisini koymak gibi. Yeni bir makale, bu tür sistemlerin etkileşimlerini inceliyor ve bunları tespit edebileceğimiz yollara bakıyor.

Kara deliklerin Büyük Patlama’dan sonraki en erken anlarda oluşmuş olabileceği teorize edilmiştir. Bunlar süper kütleli yıldızların çökmesinin sonucu değildir, bunun yerine maddenin yoğunluğundaki dalgalanmalardan oluşmuştur.

Büyük yoğunluklu bölgeler, kendi kütle çekimsel etkileri altında basitçe çökerek ilkel kara delikler (PBH’ler) olarak adlandırılan şeyleri oluştururlar. Bunların boyutlarının atom altıdan güneşten daha büyük kütleye kadar değiştiği düşünülmektedir.

İlkel kara deliklerin evrendeki karanlık maddeyi gerçekten açıklayıp açıklamadığı hala tartışma konusudur. Astronomi topluluğu arasında, genel olarak tüm karanlık maddeyi açıklayamayacakları kabul edilir, ancak muhtemelen gezegensel kütle aralığındaki karanlık maddenin %10’una kadarını açıklarlar (10^-7 10’a kadar^-3 (Güneş kütleleri.) PBH’lerin evrendeki karanlık maddenin bir kısmını oluşturup oluşturmadığı daha ileri analizler gerektiriyor.

Büyük ölçek hesaba katılırsa, PBH’ler parçacık karanlık madde geçmişinden ayırt edilemez. Küçük ölçeklerde, PBH’lerin dağılımı parçacık karanlık madde geçmişine göre evren boyunca tekdüze değildir ve bu nedenle benzersiz yeni bir teori aramaya zorlanırız. Modelin gerçeğe ne kadar yakın olduğunu anlamak için PBH’leri gözlemlemek zordur, ancak yıldız sistemleriyle etkileşimlerini incelemek mümkündür.

Bir kağıt Oklahoma Üniversitesi’nden Badal Bhalla ve bir gökbilimciler ekibi tarafından yazılan ve arXiv ön baskı sunucusu, PBH’lerin yıldız ikili sistemleriyle etkileşime girdiğinde enerji kaybetme yollarını araştırır. Bu etkileşimler beş olası sonuçtan herhangi biriyle sonuçlanabilir:

1. Sertleşme – birbirine bağlı iki nesne, üçüncü serbest nesneye enerji kaybeder ve bu da aralarındaki mesafenin azalmasına neden olur;
2. Yumuşama – serbest cisim bağlı sisteme enerji aktarır, bu da aralarındaki ayrılığın artmasına neden olur ancak bağlı kalır;
3. Bozulma – serbest cisim bağlı sisteme yeterli enerji aktarır, böylece bileşenler serbest hale gelir ve tüm nesneler serbest kalmaya devam eder;
4. Yakalama—bağlı nesneler serbest nesneyi yakalar;
5. Değişim—serbest nesne, bağlı nesnelerden birini serbest bırakacak kadar enerji aktarır ve bunu yaparken geri kalan nesneye bağlanacak kadar enerji kaybeder.

Önceki çalışmalar, yakalama modeli gibi PBH ve ikili etkileşimlerde yumuşama ve bozulmayı araştırdı. Ekip, sertleşmenin de olası olmadığını öne sürüyor ve bu nedenle değişim modelinin olasılığını araştırıyor.

Değişim modelinin Samanyolu’nda bir PBH ikili popülasyonuna yol açması gerektiğini ve gerçekten de bazı gözlemlerin bunların var olabileceğine dair ipuçları verdiğini buldular. Ekip ayrıca, sistemin özelliklerine göre alt güneş kütlesi PBH’li ikili sistemlerde PBH’leri tespit etmenin mümkün olabileceğini öne sürüyor.

Modeli doğrulamak için artık gözlemlere ihtiyaç var. İkili bir sistemde kara deliklerin keşfi mümkün olabilir ve bulguları desteklemeye bir nebze katkı sağlayabilir.