James Webb Uzay Teleskobu tarafından tespit edilen, güneş kütlesinin yaklaşık 50 milyon katı kadar yıldız içermeyen bir kara delik gökbilimcileri şaşırttı; şimdi simülasyonlar bunun daha önce hiç görmediğimiz bir ilkel kara delik olabileceğini gösteriyor
İlkel kara deliklerin büyük patlamadan kısa bir süre sonra oluştuğu varsayılıyor
Evrenin çok erken dönemlerindeki alışılmadık derecede büyük bir kara delik, ilk kez Stephen Hawking tarafından teorileştirilen bir tür egzotik, yıldızsız kara delik olabilir.
Ağustos ayında, Cambridge Üniversitesi’nden Boyuan Liu ve meslektaşları, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ile 13 milyar yıl öncesine ait, Abell 2744-QSO1 adı verilen garip bir galaksiyi tespit ettiler. Galaksi, Güneş’in kütlesinin yaklaşık 50 milyon katı kadar devasa bir kara deliğe ev sahipliği yapıyor gibi görünüyordu, ancak neredeyse tamamen yıldızlardan yoksundu.
Liu, “Bu bir bulmaca çünkü geleneksel teori, önce yıldızları veya kara deliklerle birlikte yıldızları oluşturduğunuzu söylüyor” diyor. Kara deliklerin genellikle yakıtları bitip çöktüğünde çok büyük yıldızlardan oluştuğu düşünülür.
Liu ve ekibi, QSO1’in ilkel bir kara delik olarak başlamış olabileceğini gösteren bazı temel simülasyonlar yürüttüler; bu, ilk olarak fizikçiler Stephen Hawking ve Bernard Carr tarafından 1974’te ortaya atılan egzotik bir nesneydi. Bu nesneler, bir yıldızdan oluşmak yerine, büyük patlamadan kısa bir süre sonra evrenin yoğunluğundaki dalgalanmalardan oluşmuş olabilir.
JWST ile görebildiğimiz zamana kadar ilkel kara deliklerin büyük ölçüde buharlaşması ve ortadan kaybolması gerekirdi, ancak bazılarının hayatta kalıp QSO1 gibi çok daha büyük kara deliklere dönüşme şansı var.
Liu ve ekibinin hesaplamaları kabaca gözlemleriyle eşleşse de basitti ve ilkel kara delikler, gaz bulutları ve yıldızlar arasındaki karmaşık etkileşimi hesaba katmıyordu.
Şimdi Liu ve ekibi, evrenin ilk yüz milyonlarca yılında ilkel kara deliklerin nasıl büyüyeceğine dair daha ayrıntılı simülasyonlar yürüttüler. Hem gazın başlangıçtaki küçük bir kara deliğin etrafında nasıl döndüğünü, hem de yeni oluşan yıldızların ve ölmekte olan yıldızların onunla nasıl etkileşime gireceğini hesapladılar.
Kara deliğin nihai kütlesine ve içindeki daha ağır elementlere ilişkin tahminleri, QSO1 için gözlemledikleriyle örtüşüyor.
Liu, “Bu belirleyici değil ama ilginç ve bir bakıma önemli bir olasılık” diyor. “Normal (kara delik oluşumu) teorilerinin yeniden üretmeye çalıştığı bu yeni gözlemlerle birlikte, erken evrende büyük kütleli ilkel kara deliklerin bulunması olasılığı daha da kabul edilebilir hale geliyor.”
Kara deliği keşfeden ekibin bir parçası olan Cambridge Üniversitesi’nden Roberto Maiolino, simülasyonların ilkel kara deliklerin aslında QSO1 için uygun bir kaynak olabileceğini gösterdiğini söylüyor. “Hem kara delik kütlesi, yıldız kütlesi hem de kimyasal zenginleşme açısından QSO1’in özelliklerini eşleştirmeyi başarmaları gerçeği çok ilginç ve cesaret verici.”
Ancak Maiolino, standart ilksel kara delik simülasyonlarındaki en büyük süper kütleli kara deliklerin yaklaşık 1 milyon güneş kütlesine sahip olma eğiliminde olduğunu söylüyor. “Burada 50 kat daha büyüküz” diyor. “Ancak, bu ilksel kara deliklerin güçlü bir şekilde kümelenmiş olmasının beklendiği doğrudur ve bu nedenle hızla birleşerek çok daha büyük kütleli hale gelmeyi başarmış olabilirler.”
Diğer bir sorun da, ilksel kara deliklerin başlangıçta çöküp oluşmak için yüksek enerjili bir radyasyon patlaması gerektirmesidir; örneğin yakınlarda patlayan bir yıldız gibi, ancak Maiolino, QSO1’e yakın herhangi bir yerde potansiyel kaynak göremediğimizdir.
