James Webb Uzay Teleskobu, fırlatıldığı 2021 yılından bu yana “küçük kırmızı noktalar” olarak adlandırılan yüzlerce uzak ve görünüşe göre parlak galaksi buldu ve şimdi bunların her birinin bir bebek kara delik taşıyabileceği görülüyor.
James Webb Uzay Teleskobu tarafından tespit edilen “küçük kırmızı noktalardan” oluşan bir koleksiyon
James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından keşfedilen inanılmaz derecede parlak galaksiler sonuçta o kadar parlak olmayabilir. Bu galaksiler bir zamanlar evrende devasa kara delikler veya tahmin ettiğimizden çok daha fazla yıldız bulunduğunu öne sürerek evren hakkındaki anlayışımızı alt üst etme tehlikesiyle karşı karşıyaydı; ancak gökbilimciler artık galaksilerin aslında bunun yerine “bebek” kara delikler içerebileceğini düşünüyor.
JWST, evrenin erken dönemlerini taradığı ilk birkaç yılda, beklenmedik bir şekilde, gökbilimcilerin “küçük kırmızı noktalar” (LRD’ler) olarak adlandırdığı yüzlerce çok kırmızı ve son derece parlak galaksiyi keşfetti.
Bu galaksilerden gelen ışık miktarı, onların ya bildiğimiz herhangi bir galaksiden çok daha büyük ve evrenin beklediğimiz kütlesiyle örtüşmesi zor olan yıldız yoğunluğunu ya da ev sahibi galaksilerin boyutları göz önüne alındığında gökbilimcilerin mümkün olduğunu düşündüğünden çok daha büyük kara delikler içerdiklerini gösteriyordu.
Bu senaryoların her ikisi de, erken evrendeki galaksi oluşumu ve kara delik büyümesi modellerimizde önemli ayarlamalar yapılmasını gerektirecekti.
Ancak bu sonuçlar aynı zamanda LRD’lerin kırmızı renginin, kara deliğin etrafındaki veya yıldızların çevresindeki toz bolluğundan kaynaklandığı varsayımına da dayanıyordu; çünkü bu, yerel evrenimizin oldukça kırmızı galaksilerinde tipik olarak bulunan bir tozdur. Son zamanlarda araştırmacıların LRD’lerin toz içerdiğine dair kanıt eksikliği bulmasının ardından bu fikir sorgulandı.
Princeton Üniversitesi’nden Jenny Greene ve meslektaşları, bu bulgunun LRD’lerin ne olduğunu yeniden anlamamız gerektiği anlamına geldiğini düşünüyor. Greene, “Toz emisyonunu tespit edebileceğimizden emindik, eğer gerçekten de toz nedeniyle kırmızıysalar, ancak o emisyonu hiç bulamadık” diyor. “Bu, tozlu oldukları yönündeki varsayımımızın tamamen yanlış olduğuna dair büyük ipucuydu; kırmızı olmalarının nedeni bu değil.”
Önceki gözlemler, hidrojen elementiyle ilişkili belirli bir tek ışık frekansını ölçerek LRD’lerin toplam parlaklığını çıkarmıştı; bu daha sonra tozun bu ışığı nasıl etkilediğine dair tipik modellere dayalı olarak toplam parlaklığı hesaplamak için kullanılabilir.
Yeni bir analizde Greene ve ekibi, X ışınları ve kızılötesi de dahil olmak üzere birçok farklı ışık frekansına bakarak iki LRD galaksisinden gelen toplam ışık emisyonlarını doğrudan ölçtü. Görünür ışık dışında çoğu frekans için tipik galaksilere göre çok daha az ışık yayıldığını buldular; bu da LRD’lerin ilk tahminlerden en az on kat daha sönük olduğunu ortaya koydu. Bu bulgunun LRD’lerin içindeki kara deliklere dair çıkarımları var.
Greene, “Eğer orada aslında düşündüğümüz kadar çok ışık yoksa, kara delik kütleleri muhtemelen çok daha mütevazıdır” diyor. “O zaman bu kadar aşırı kütleli olmaları gerekmiyor ve ilk zamanlarda kara deliklerde çok fazla kütleye sahip olmamıza gerek yok, bu yüzden kafamızı karıştıran gerilimin çoğunu gerçekten hafifletiyor.”
Işık emisyonları, kara deliklerin standart kara deliklere kıyasla nispeten daha az kütle içerdiğini gösterdiğinden, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden ekip üyesi Rohan Naidu, onları “bebek kara delikler” olarak düşünebileceğimizi söylüyor. Bunun aynı zamanda LRD’lerdeki kara deliklerin aslında kara delik yıldızları (gazla çevrelenmiş özel bir kara delik sınıfı) olduğu yönünde ortaya çıkan resimle de örtüştüğünü ekliyor.
Naidu, “Sıradan kara deliklerde, aslında gözlerinizle gördüğünüz şey, sistemden çıkan toplam enerjinin buzdağının görünen kısmıdır, ancak şimdi anladığımız küçük kırmızı noktaların aslında bu şişmiş kara delik yıldızları olarak düşünülmesi gerekir” diyor. “Görünüşe göre enerjilerinin çoğu, gözlerimizle gördüğümüz bu dalga boylarında çıkıyor, yani ne görürseniz onu alırsınız.”
Ancak Cambridge Üniversitesi’nden Roberto Maiolino, LRD’lerdeki kara deliklerin kütlelerinden emin olamayacağımızı çünkü bir kara delikten yayılan ışığın bize onun toplam kütlesi hakkında değil, onun büyüme hızı hakkında bilgi verdiğini söylüyor.
Greene, bebek kara delik fikrinin geçerli olduğunu savunuyor. Greene, “Çok daha az foton varsa (yayılıyorsa), bu, tüm kütle ölçeğinin aşağıya doğru kaydığı anlamına gelir” diyor. “Ortalama olarak, bunun toz tarafından gömülmüş normal birikerek kara delik olduğunu yanlış bir şekilde varsaydığımızda düşündüğümüzden daha düşük kütleye sahipler.”
