13,2 milyar yaşındaki bu süperkütleli kara delik, iki teleskobun ve ‘kozmik bir merceğin’ yardımıyla gözlemlenmiş.
Gökbilimciler “kozmik bir büyüteç” veya diğer adıyla kütleçekim merceklenmesi yardımıyla şimdiye kadar gözlenen en uzak süperkütleli kara deliği keşfetti. Kütleçekim merceklenmesi, ağır bir gök cisminin uzay-zamanda büyük bir eğim meydana getirmesi ve böylece etrafındaki ışığın mercekten geçermiş gibi bükülmesiyle ortaya çıkıyor.
Keşfedilen kara delik, Abell 2744 galaksi kümesi yönündeki UHZ1 galaksisinde bulunuyor. Bu galaksi kümesi yaklaşık 13,2 milyar yaşında. NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi ile James Webb Uzay Teleskobu’nu (JWUT) kullanan araştırma takımı, büyüyen bir karadeliğe işaret eden bulgulara ulaşmış. Kara delik, büyük patlamadan sadece 470 milyon yıl sonra ve evren bugünkü yaşının (yaklaşık 13,7 milyar) henüz yüzde 3’ündeyken oluşmaya başlamış. Dünya ile arasındaki mesafe 13,2 milyar ışık yılı olan galaksi, kümeden çok daha uzakta.
Gökbilimciler kara deliğin çok genç olduğunu devasa boyutundan anlayabiliyor. Kara delikler zamanla buharlaşıyor. Galaksilerin merkezindeki çoğu kara delik, NASA’ya göre ana galaksilerindeki yıldızların kabaca onda birine eşdeğer kütleye sahip. İlk zamanlardan kalan bu kara delik büyümeye devam ederken, galaksimizin tümü ile eşdeğer bir kütleye sahip. Gökbilimciler daha önce hiç bu aşamadaki bir kara deliğe şahit olmamış. Yeni keşfedilen kara deliğin incelenmesiyle, evrendeki ilk süperkütleli kara deliklerden bir kısmının nasıl oluştuğu açıklanabilir. Bulgular iki hafta önce Nature Astronomy bülteninde yayımlanan bir çalışmada detaylarıyla anlatılıyor.
Massachusetts – Cambridge’da bulunan Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezinde çalışan makale eş yazarı gökbilimci Akos Bogdan, “Bu olağanüstü derecede uzak galaksiyi bulmak için Webb’e, süperkütleli kara deliği bulmak için ise Chandra’ya ihtiyacımız vardı” diyor.
“Ayrıca tespit ettiğimiz ışığı artıran kozmik bir mercekten de faydalandık” diye ekliyor Bogman. Bu büyütme etkisi, kütleçekim merceklenmesi olarak biliniyor. Araştırma takımı Chandra ile iki hafta boyunca X-ışını gözlemi yürütmüş. Gözlemler sonucunda galaksiden yoğun ve süper sıcaklıkta X-ışını (süperkütleli kara deliklerin alametifarikası) çıktığını görmüşler. Galaksiden ve süperkütleli kara deliğin etrafındaki X-ışınından gelen bu ışık, galaksi kümesinden gelen sıcak gaz ve karanlık madde ile yakınlaşmış. “Kozmik büyüteç” gibi davranan bu etkiyle birlikte, JWUT’nin tespit edebildiği kızılötesi ışık sinyalleri zenginleşiyor ve Chandra’nın bu soluk X-ışını kaynağını görmesi kolaylaşıyor.
Princeton Üniversitesinde çalışan makale eş yazarı ve gökbilimci Andy Goulding, “Kara delikler oluştuktan sonra büyüme hızlarında fiziksel sınırlar oluyor” diyor. “Fakat daha ağır doğanlar avantajlı konumda. Bir fidan ekmeye karşılık tohum ekmeye benziyor; fidan daha hızlı büyüyüp ağaç olur.”
Bu olgunun gözlemlenmesi, gökbilimcilerin bazı süperkütleli kara deliklerin büyük patlamadan çıkan enerji patlamasından nasıl bu kadar kısa süre sonra devasa ağırlıklara ulaşabildiğini çözmesine yardımcı olabilir. Bu süper kütleli kara deliklerin kökenine ilişkin birbirine zıt iki kuram (hafif tohuma karşılık ağır tohum) içeriyor. Hafif tohum kuramı, bir yıldızın çökerek yıldız kütleli kara deliğe dönüşeceğini ve sonra zamanla büyüyerek süperkütleli bir kara delik halini alacağını söylüyor. Ağır tohum kuramında ise büyük bir gaz bulutu (bir yıldız değil) çöküp yoğunlaşarak süperkütleli kara delik halini alıyor. Yeni keşfedilen bu kara delik, ağır tohum kuramını doğrulayabilir.
Yale Üniversitesinde çalışan makale eş yazarı kuramsal astrofizikçi Priyamvada Natarajan, açıklamasında şöyle aktarıyor: “Bunun bir ‘Aşırı Büyük Kara Delik’in tespit edildiği ilk vaka olduğunu ve bazı kara deliklerin dev gaz bulutlarından oluşabileceğine yönelik elde edilen en iyi bulgu olduğunu düşünüyoruz. İlk defa süperkütleli bir kara deliğin, kendi galaksisindeki yıldızların gerisine düşmeden önce onlara yakın bir ağırlığa ulaştığı kısa bir aşamayı görüyoruz.”
Araştırma takımı JWUT ile diğer uzay teleskoplarından gelen bu ve daha fazla veriyi kullanarak, evrenin erken dönemlerine ilişkin daha iyi bir tablo oluşturmak istiyor.
Yazar: Laura Baisas/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
