Küçük ve gösterişsiz olan Segue 1, yalnızca bir avuç yıldız içeren yakın bir cüce galaksidir; bu yıldızların sayısı, kendisinin uzaya dağılmasını önlemek için gereken yerçekimini sağlayamayacak kadar azdır. Diğer cüce galaksiler gibi, uzun zamandır karanlık madde adı verilen gizemli bir maddenin yerçekiminin ana bağlayıcı kuvvet olduğuna inanılıyordu.
Ancak Austin’deki Texas Üniversitesi ve San Antonio’daki Texas Üniversitesi’nin yeni araştırmaları bu varsayımı çürütüyor ve gökbilimcilerin cüce galaksilere ilişkin anlayışlarını zorluyor. Segue 1’in kalbindeki dev bir kara delik, karanlık madde yerine gerekli yapıştırıcıyı sağlıyor ve yıldızları çekim kuvvetiyle bağlı tutuyor.
Araştırmayı yöneten UTSA yüksek lisans öğrencisi Nathaniel Lujan, “Çalışmamız, cüce galaksilerin veya yıldız kümelerinin modellenmesinde, yalnızca karanlık madde haleleri yerine süper kütleli kara delikleri içerecek şekilde devrim yaratabilir” dedi.
Yakın zamanda yayınlanan keşif Astrofizik Günlük MektuplarıUT Austin ve UTSA tarafından ortaklaşa düzenlenen bir astronomi kursunun doruk noktasıdır. Astrofizikçiler Karl Gebhardt (UT Austin) ve Richard Anantua (UTSA) tarafından ortaklaşa verilen ders, öğrencilere yerçekiminin galaksilerdeki etkilerini incelemek için ileri modelleme teknolojilerini ve tekniklerini kullanma fırsatı verdi.
Gebhardt, “Bu kursu iki üniversitemiz arasındaki işbirliğini geliştirmek için tasarladık” dedi. “Başlangıçta proje, Segue 1’in içindeki yerçekimi dinamiklerini modellemekti. Bunun önemli bir keşifle sonuçlanması, bu öğrencilerin yeteneklerinin ve kararlı, sıkı çalışmalarının gerçek bir kanıtıdır.”
Öğrenciler yüz binlerce karmaşık model oluşturmak için UT Austin’in Texas Gelişmiş Bilgi İşlem Merkezi’ndeki süper bilgisayarları kullandılar. Her biri, bir kara deliğin varlığına, boyutuna, karanlık maddenin bolluğuna ve diğer varsayımsal faktörlere dayalı olarak Segue 1’in yıldızlarının beklenen yollarını haritalandırdı; bunların tümü, yıldızların WM Keck Gözlemevi tarafından gözlemlenen gerçek hareketleriyle yakından eşleşen bir model arayışındaydı.
Anantua, “Nate ilk astronomi seçmeli dersine harika bir çalışma ahlakıyla ve yeni metodolojiler öğrenme tutkusuyla girdi” dedi. “Dik bir hesaplamalı öğrenme eğrisini süper kütleli kara deliklerin yakınındaki güçlü yerçekiminin teorik kavrayışıyla birleştiren bu proje için her ikisine de ihtiyaç vardı.”
Öğrenciler Segue 1’in kütleçekimsel etkisi altındaki yıldızları tespit ederek işe başladılar. Sadece 75.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan Segue 1, Samanyolu’nun çok yakın komşusudur. Bu nedenle, kütleçekimsel olarak çok daha güçlü olan Samanyolu, aktif olarak yıldızları kendi içine çekiyor. Bu işleme “gelgit sıyırma” denir.
Soyulan yıldızlar Segue 1’e yayılacak ve galaksinin dış kenarları göç edenlerin hakimiyetinde olacak. Kenarlardaki yıldız popülasyonunu ölçerek ve bunu merkez bölgeden çıkararak, Samanyolu’nun etkisi altındaki yıldızları filtrelediler.
Daha sonra ekip, kalan yıldızların hızını ve yönünü haritalandırdı. Çok geçmeden yıldızların merkeze doğru hızlı ve dar daireler çizerek hareket ettiği anlaşıldı; bu, bir kara deliğin habercisiydi. Yüksek oranda karanlık maddeye veya hem karanlık maddeye hem de kara deliğe sahip modeller zayıf bir şekilde eşleşti.
Kara deliği bulmanın heyecanına bir de onun muazzam büyüklüğü eklendi. Tahminen güneşimizin kütlesinin 450.000 katı kadar olan bu kütle, Segue 1’deki tüm yıldızların toplam kütlesinin kabaca 10 katıdır. Çoğu galakside merkezi bir kara deliğin kütlesi yıldızlarınkini aşmaz.
Gebhardt, “Kara deliğin kütlesi ile ev sahibi galaksinin kütlesi arasında güçlü bir ilişki var. Segue 1’deki kara delik beklenenden önemli ölçüde daha büyük” diye açıkladı. “Eğer bu büyük kütle oranı cüce galaksiler arasında yaygınsa, bu sistemlerin nasıl evrimleştiğini yeniden yazmamız gerekecek.”
Segue 1’in gelişimine ilişkin olası bir açıklama, onun eskiden çok daha fazla yıldıza sahip daha büyük bir galaksi olmasıydı. Ancak zamanla Samanyolu yıldızlarının çoğunu çalmış ve sadece birkaçını geride bırakmış olabilir.
Diğer bir olasılık ise Segue 1’in, büyük kara delikler ve çok az sayıda yıldızla gelişmiş gibi görünen, Küçük Kırmızı Noktalar adı verilen yeni keşfedilen bir gökada sınıfına benzemesidir. Evrenin en uzak noktalarında yer alan bu ilk gökadaları incelemek zordur. Segue 1 ile gökbilimciler artık Küçük Kırmızı Noktalarda devam eden süreçlerin bazılarını gözlemlemelerine olanak tanıyan yakınlarda bir nesneye sahip olabilirler.
Bu küçük galaksinin evrimi ne olursa olsun, Bölüm 1, cüce galaksilere ilişkin mevcut varsayımlara ilginç bir meydan okuma ortaya koyuyor. Büyük sürprizlerin küçük paketlerde gelebileceğini gösteriyor.
