NASA’nın James Webb Uzay Teleskopu (JWST) tarafından tespit edilen küçük kırmızı nesneler, bilim insanlarına evrendeki galaksilerin kökenleri hakkında yeni bilgiler sunuyor ve tamamen yeni bir göksel nesne sınıfını temsil edebilir: büyük miktarda maddeyi yutan ve ışık tüküren bir kara delik.
Teleskop tarafından 2022’de yayınlanan ilk veri kümelerini kullanarak, Penn State araştırmacıları da dahil olmak üzere uluslararası bir bilim insanı ekibi gizemli “küçük kırmızı noktalar” keşfetti. Araştırmacılar, nesnelerin, yaklaşık 13,6 milyar yaşında, büyük patlamadan sadece 500 ila 700 milyon yıl sonra olan mevcut Samanyolu kadar olgun olan galaksiler olabileceğini öne sürdüler.
Ekip tarafından gayri resmi olarak “Evren Breakers” olarak adlandırılan nesnelerin başlangıçta bebek evreninde beklenenden çok daha yaşlı olan galaksiler olduğu düşünülüyordu – bilim adamlarının daha önce Galaxy Formasyonu hakkında ne anladıklarını sorguluyordu.
Şimdi, dergide yayınlanan bir makalede Astronomi ve AstrofizikPenn State’dekiler de dahil olmak üzere uluslararası gökbilimciler ve fizikçiler ekibi, noktaların galaksiler değil, tamamen yeni bir nesne türü olabileceğini öne sürüyor: bir kara delik yıldızı.
Analizlerinin, ışığın küçük pinpinasyonlarının, tipik nükleer füzyonla çalışan yıldızların atmosferlerine benzedikleri çok yoğun olan sıcak gaz küreleri olabileceğini gösterdiğini söylediler; Bununla birlikte, füzyon yerine, merkezlerinde hızla maddeyi çeken, enerjiye dönüştüren ve ışık veren süper kütleli kara deliklerle güçlendirilirler.
Keiko Miwa Ross orta kariyer orta kariyer astrofizik profesörü ve gazetede ortak usta olan Joel Leja, “Temel olarak, o kadar çok atmosferi olan bir atmosferi görene kadar bir galaksiden beklediğimiz tipik yıldızlar olarak açıklanamayacaktı.” Dedi.
“Bu gerçekten zarif bir cevap, çünkü birçok ayrı soğuk yıldızla dolu küçük bir galaksi olduğunu düşündük, ama aslında etkili bir şekilde devasa, çok soğuk bir yıldız.”
Leja, soğuk yıldızların normal yıldızlara kıyasla düşük sıcaklıkları nedeniyle çok az ışık yaydığını açıkladı. Evrendeki yıldızların çoğu düşük kütleli, daha soğuk yıldızlardır, ancak daha nadir, daha parlak büyük yıldızlar tarafından yıkandıkları için genellikle görmek daha zordur.
Gökbilimciler soğuk yıldızları, öncelikle kırmızı optik veya kızılötesine yakın spektrumda, artık görünmeyen ışık dalga boylarında olan ışıltılarıyla tanımlar.
Süper kütleli kara deliklerin etrafındaki gaz tipik olarak çok sıcak olsa da, milyonlarca santigrat derece, bu “kırmızı nokta” kara deliklerden gelen ışığa çok soğuk gaz hakim olduğunu, araştırmacılar, verdikleri ışığın dalga boylarına dayanarak düşük kütleli, soğuk yıldızların atmosferlerine benzer şekilde hakim oldu.
Uzaydaki en güçlü teleskop olan JWST, en eski yıldızlar ve galaksiler tarafından yayılan ışığı tespit edebilen kızılötesi algılayıcı enstrümanlarla kozmosun oluşumunu görmek için tasarlandı. Esasen, teleskop, bilim adamlarının bildiğimiz gibi evrenin başlangıcına yakın olan yaklaşık 13,5 milyar yıl zamanında görmelerini sağlıyor.
Teleskopun açıldığı andan itibaren, dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılar, galaksi modellerinin tahmin ettiğinden çok daha büyük görünen “küçük kırmızı noktalar” görmeye başladılar.
İlk başta Leja, o ve meslektaşları, nesnelerin olgun galaksiler olduğunu düşündüler, bu da içlerindeki yıldızlar yaşlandıkça kırılmaya eğilimli. Ancak nesneler açıklanamayacak kadar parlaktı – yıldızların imkansız yoğunlukta galaksilerde paketlenmesi gerekiyordu.
“Böyle bir galaksinin gece gökyüzü göz kamaştırıcı bir şekilde parlak olurdu,” dedi Penn State’te doktora sonrası araştırmacı olarak gazetede çalışan NASA Hubble üyesi Bingjie Wang.
Diyerek şöyle devam etti: “Bu yorum geçerli olursa, daha önce hiç gözlemlenmemiş olağanüstü süreçlerle oluşan yıldızların olduğunu ima eder.”
Gizemi daha iyi anlamak için, araştırmacıların spektrumlara ihtiyacı vardı, bu da nesnelerin farklı dalga boylarında ne kadar ışık yaydığı hakkında bilgi sağlayabilecek bir tür veri türü. Ocak ve Aralık 2024 yılları arasında, gökbilimciler toplam 4.500 uzak galaksiden spektrum elde etmek için yaklaşık 60 saat Webb zamanı kullandılar. Teleskopla henüz elde edilen en büyük spektroskopik veri kümelerinden biridir.
Temmuz 2024’te ekip, büyük miktarda kütle gösteren bir spektrumla bir nesneyi tespit etti ve bu da onu bu kadar erken ve büyük bir nesnenin en aşırı durumu haline getirdi. Gökbilimciler söz konusu nesneyi “Uçurum” olarak adlandırdı ve bu “küçük kırmızı noktaların” ne olduğunu araştırmak için en umut verici test durumu olarak işaretledi.
Max Planck Astronomi Enstitüsü ve makaledeki yazarı bir yazarın araştırmacısı Anna De Graaff, “Uçurumun aşırı özellikleri bizi çizim tahtasına geri dönmeye ve tamamen yeni modeller bulmaya zorladı.” Dedi.
Nesne o kadar uzaktı ki, ışığı Dünya’ya ulaşmak için yaklaşık 11.9 milyar yıl sürdü. Bu ışığın spektrum analizi, aslında süper kütleli bir kara delik olduğunu gösterdi ve çevresini ateşli bir hidrojen gazı topuna koza geçirecek şekilde çekti. Leja ve meslektaşlarının gördükleri ışık, kalın yıldız kümelerinden değil, dev bir nesneden geliyordu.
Leja, kara deliklerin çoğu galaksinin merkezinde olduğunu açıkladı. Bazı durumlarda, bu kara delikler, güneş sistemimizin güneşinden milyonlarca hatta milyarlarca kat daha büyüktür, yakınlarda enerjiye dönüşecek ve parlamaya dönüşecek kadar güçle çekilir.
Penn State’in Hesaplamalı ve Veri Bilimleri Enstitüsü’ne bağlı olan Leja, “Kimse, galaksilerin merkezindeki bu devasa kara deliklerin neden veya nerede olduğunu hiç bilmiyor,” dedi.
“Bu kara delik yıldızları, bugün galaksilerde gördüğümüz kara delikler için oluşumun ilk aşaması olabilir – küçük bebeklik aşamalarında supermassif kara delikler.”
JWST’nin erken evrende zaten yüksek kütleli kara delik belirtileri bulduğunu da sözlerine ekledi. Esasen turboşarjlı kütle yapıcılar olan bu yeni Kara Delik Yıldız nesneleri, evrenin erken evrimini açıklamaya yardımcı olabilir ve mevcut modellere hoş bir katkı olabilir. Leja, ekip, bu hipotezi bu hipotezi test etmek için planladığını ve bu erken kara delik yıldızlarının gücünü inceleyerek planladığını söyledi.
Tabii ki, gizemli “küçük kırmızı noktalar” hem zaman hem de mekanda büyük bir mesafe uzaklıktadır ve küçük boyutları özellikle net bir resim elde etmeyi zorlaştırır.
Leja, “Bu sahip olduğumuz en iyi fikir ve gerçekten neredeyse tüm verilere uyan ilk fikir, bu yüzden şimdi daha fazla etmemiz gerekiyor.” Dedi.
“Yanlış olmak sorun değil. Evren hayal edebileceğimizden çok tuhaf ve yapabileceğimiz tek şey ipuçlarını takip etmek. Bizim için hala büyük sürprizler var.”
