NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobu’ndan gelen yeni veriler, Evren’deki orta boyutlu kara deliklere yönelik şimdiye kadarki en kuvvetli kanıtları sunuyor. Hubble, bu “orta kütleli” kara deliğin, yoğun bir yıldız kümesinin içinde yaşadığını onaylıyor.
Orta kütleli kara delikler (OKKD), kara delik evriminde uzun süredir bulunmaya çalışılan “kayıp halkalardı”. Bugüne kadar birkaç tane daha OKKD adayı olmuştu. Bunlar, büyük galaksilerin merkezinde duran süperkütleli kara deliklerden daha küçük; fakat dev yıldızların çökmesiyle oluşan yıldız kütleli kara deliklerden daha büyükler. Bu yeni kara delik ise Güneş’imizin 50.000 katından fazla kütleye sahip.
OKKD’leri bulmak kolay değil. New Hampshire Üniversitesi’nde görev yapan, çalışmanın baş araştırmacısı Dacheng Lin şöyle söylüyor: “Orta kütleli kara delikleri yakalamak çok zor. Bu yüzden, her bir adayda dikkatli şekilde düşünmek ve alternatif açıklamaları elemek çok önemli. Hubble, adayımız için bunu yapmamıza olanak sağladı.”
Lin ve takımı Hubble’ı kullanarak, NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi ile Avrupa Uzay Ajansı’nın X-ışını Çoklu-Ayna Görevi’nin (XMM-Newton) açtığı yolu takip etmiş. XMM, taşıdığı üç adet yüksek çıktılı X-ışını teleskobu ve bir optik gözlemcisiyle, yüksek hassasiyette gözlemler sağlayan uzun ve kesintisiz pozlamalar yapıyor.
Fransa’daki Toulouse Üniversitesi’nde çalışan takım üyesi Natalie Webb, “Daha fazla X-ışını gözlemi eklemek, toplam enerji çıkışını anlamamıza olanak sağladı” diyor. “Bu durum, kara deliğin hangi tip yıldızı dağıttını anlamamıza yardımcı oldu.”
Bu yüksek enerjili uydular, 2006 yılında kuvvetli bir X-ışını parlaması tespit etmiş ancak bunların, galaksimizin içinden mi yoksa dışından mı çıktığı belli değilmiş. Araştırmacılar bunun, kara delik gibi yoğun ve kütleçekimi kuvvetli bir nesnenin çok yakınına geldikten sonra parçalanan bir yıldız olduğunu düşünmüşler.
Fakat 3XMM J215022.4?055108 adı verilen bu X-ışını kaynağı, şaşırtıcı şekilde bir galaksinin merkezinde değilmiş. Dev kara delikler genelde böyle yerlerde olur. Bu durum, şüphelinin OKKD olabileceğine dair umutları artırmış fakat ilk önce, bir başka muhtemel X-ışını kaynağının elenmesi lazımmış. Samanyolu galaksimizde bulunan bir nötron yıldızı olan bu şüpheli, çok yüksek bir sıcaklığa geldikten sonra soğuyormuş. Nötron yıldızları, patlamış bir yıldızın son derece yüksek yoğunluktaki kalıntıları oluyor.
Hubble, kesin yerini çözmesi için bu X-ışını kaynağına yöneltilmiş. Teleskop ile yapılan derin ve yüksek çözünürlüklü görüntüleme, bu X-ışınlarının galaksimizde bulunan soyutlanmış bir kaynaktan çıkmadığını; bunun yerine başka bir galaksinin eteklerinde yer alan uzak, yoğun bir yıldız kümesinden geldiğini doğrulamış. Yani gökbilimcilerin, tam da OKKD kanıtı bulmayı umdukları tipte bir yerden… Hubble ile yapılan önceki araştırmalar; bir galaksi ne kadar daha büyük olursa, kara deliğinin o kadar daha geniş olduğunu göstermiş. Bu yüzden bu yeni sonuç, 3XMM J215022.4?055108’e ev sahipliği yapan yıldız kümesinin, daha düşük kütleli cüce bir galaksinin ufalmış çekirdeği olabileceğini akla getiriyor. Bu galaksi, içinde bulunduğu ve kendisinden daha büyük olan mevcut galaksiyle girdiği yakın etkileşimler sesebiyle kütleçekimsel ve gelgitsel olarak dağılmış olabilir.
OKKD’ler, süperkütleli kara deliklerden daha ufak ve daha durgun oldukları için, onları bulmak özellikle zor olmuş. Ne hazır yakıt kaynakları var; ne de yıldızlar ile diğer kozmik maddeleri sürekli kendilerine çekecek kadar güçlü kütleçekimleri. Bu yüzden, dikkat çeken bir X-ışını parıltısı oluşturamıyorlar. Bu yüzden gökbilimcilerin, OKKD’yi bir yıldız yerken suçüstü yakalaması lazım. Fakat bu nispeten nadir görülen bir olay. Lin ve meslektaşları, XMM-Newton veri arşivini didik didik ederek, bu OKKD adayı için güçlü bir kanıt bulmak üzere binlerce kaynağı taramışlar. Bu parçalanan yıldızdan yayılan X-ışını parıltısını bulduklarında, kara deliğin de kütlesini tahmin etmişler.
Bir OKKD’nin onaylanması, çok daha fazlasının daha karanlıkta tespit edilmeden gizlenebilme ihtimaline kapı aralıyor. Bu kara delikler, çok yakından geçen bir yıldızla ortaya çıkmayı bekliyorlar. Lin, takımının başarılı olduğunu gösterdiği bu yöntemleri kullanarak, bu titiz dedektiflik işine devam etmeyi planlıyor.
“Orta kütleli kara deliklerin köken ve evrimi üzerinde çalışmak, nihayetinde dev galaksilerin merkezlerinde bulduğumuz süperkütleli kara deliklerin nasıl var olduğuna yönelik bir cevap sunacak” diye ekliyor Webb.
Kara delikler, insanların bildiği en uç noktadaki ortamlardan bir tanesi. Bu nedenle, fizik kanunları ve Evren’in nasıl çalıştığına yönelik elimizdeki bilgiler için bir test zemini oluşturuyorlar. Bir OKKD’den süper kütleli kara delik oluşur mu? OKKD’ler nasıl oluştu? Yoğun yıldız kümelerinde durmayı çok mu seviyorlar? Gizemlerden birini emin bir şekilde cevaplayan Lin ve diğer kara delik araştırmacılarının, şimdi peşinde koşacakları çok daha heyecanlı sorular var.
Kaynak: Hubble Uzay Teleskobu resmi sitesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
