Yapılan bir çalışma, bilim insanlarının daha önce varlığını bile bilmedikleri bir kara delik türü mevcut olabileceğini ortaya koydu.
Kara delikler, astrofizikçilerin evreni anlamaları yolunda önemli bir basamak. O kadar önemli ki, yıllardır Samanyolu galaksisindeki tüm kara deliklerin sayımı yapılmaya çalışılıyor. Yapılan bir çalışma, bu arayış sırasında önemli bir bilgiyi atlamış olabileceklerini ortaya koydu: daha önce varlığını bile bilmedikleri bir kara delik türü mevcut olabilir.
Ekim ayı sonunda Science’da yayınlanan makalede astronomlar, kara delikleri aramak için yeni bir yöntem geliştirdilerini ve buna göre evrende şu ana kadar bilinen en küçük kara delikten daha da ufakları olabileceğini anlatıyorlar.
“Kara delikleri arayışımızda şu ana kadar henüz incelemediğimiz farklı bir grup olabileceğini gösteriyoruz” diyor Ohio State Üniversitesi Astronomi profesörü Todd Thompson: “İnsanlar süpernova patlamalarını, süper kütleli yıldızların nasıl patladıklarını, elementlerin bu süper kütleli yıldızlarda nasıl ortaya çıktığını araştırıyorlar. Yeni bir kara delik sınıfı olduğunu ortaya çıkarırsak, bu bize hangi yıldızların patladığını, hangilerinin patlamadığını, hangilerinin kara deliğe ve hangilerinin nötron yıldızına dönüştüğünü söyleyebilir ve yepyeni bir araştırma alanı ortaya çıkabilir”.
Bir şehirde nüfus sayımı yapıldığını ve yalnızca 1,75 metre boyundaki insanların sayıma dahil edildiğini düşünün. Bu durumda, şehirde daha kısa insanların yaşadığı resmi olarak hiç bilinmeyecektir. Alınan veri eksik olacak, burada yaşayanların profili hatalı olarak çıkarılacaktır. Thompson, kara deliklerle ilgili durumun tam da böyle olduğunu düşünüyor.
ASTRONOMLAR YILLARDIR KARA DELİKLERİ ARIYOR
Astronomlar yıllardır kara delikler ve nötron yıldızlarını arıyorlar. Her ikisi de Dünyadaki elementler ve yıldızların yaşam süreçlerine dair birçok önemli bilgi içeriyor. Fakat bilim insanlarının bu bilgiyi ortaya çıkarmaları için öncelikle kara deliklerin yerini saptamaları; onun için de ne aradıklarını bilmeleri gerekli. Önemli bir ipucu zaten var: Kara delikler genellikle ikili sistem adı verilen bir yapıda bulunabiliyorlar. Yani birbirine yeteri kadar yakın olan iki yıldız, karşılıklı çekim kuvveti nedeniyle birbirlerinin yörüngesine kilitleniyor. Bu yıldızlardan biri öldüğünde, diğeri hala bu yörüngede (artık ya kara deliğe, ya da nötron yıldızına dönüşmüş olan ölü yıldızın yörüngesinde) dönmeye devam ediyor. Yıllar boyunca tüm kara deliklerin Güneş’in 5 ila 15 katı kütleye sahip oldukları düşünülüyordu. Bilinen en büyük nötron yıldızı ise Güneş’in ancak 2,1 katı büyüklüğünde. Bu sınır önemli; zira 2,5 kat daha büyük olursa kendi içine çökecek ve kara deliğe dönüşecek.
Ancak 2017’nin yaz aylarında lazerli bir girişimölçer kullanarak kütleçekim dalgalarını izlemek için başlatılan LIGO adlı projenin gözlemevi, 1,8 milyon ışık yılı uzakta birleşmekte olan iki kara delik tespit etti. Bu kara deliklerden biri Güneşin 31 katı, diğer ise 25 katı kütleye sahipti.
Thompson, “Sadece LIGO’nun çalıştığını kanıtladığı için değil, aynı zamanda boyutlar son derece büyük olduğu için” bu bulgunun herkesi şaşırttığını söylüyor ve daha önce bu büyüklükteki bir kara delikle karşılaşılmadığını hatırlatıyor.
Tahminlerin üstünde boyutlar
Thompson ve diğer astrofizikçiler bilinen boyutların dışında kara delikler de olabileceğini zaten tahmin ediyorlardı; ancak LIGO’nun yaptığı keşif, kara deliklerin çok daha büyük olabileceğini kanıtladı. Geriye en büyük nötron yıldızları ve en ufak kara deliklerin hangi boyutlarda olabileceği kalmıştı.
Thompson ve ekibi bunun için, Samanyolu galaksisinde 100 bin kadar yıldızın ışık tayflarını toplayan Apache Point Gözlemevi Galaktik Evrim Deneyinden (APOGEE) alınan verileri bir araya getirmeye başladı. Thompson bu tayfların, bir yıldızın diğer bir nesne etrafında dönüp dönmediğini gösterebilecek özellikte olduklarını farketti: Tayf içindeki değişiklikler (örneğin maviye ve ardından kırmızı dalga boyuna doğru kayma), bir yıldızın görünmeyen bir eş yörüngesinde döndüğünü gösterebilirdi.
Samanlıkta iğne aramak
Thompson, veriler arasından bunun gibi farklılıkar gösteren yıldızlar aramaya başladı. Sonunda APOGEE verilerini, en ilginç 200 yıldıza kadar daraltmayı başardı ve Ohio State Üniversitesinde yüksek lisans yapmakta olan Tharindu Jayasinghe adlı öğrencisine verdi. Jayasinghe, potansiyel ikili sistemlere ait binlerce görüntüyü ASAS-SN adlı yazılımda derledi ve 1000 kadar süpernova buldu.
Yapılan eleme sırasında, bir şeyin etrafında dönmekte olan bir kırmızı dev farkettiler. Fakat bu “şey” bilinen kara deliklerden çok daha küçük, bilinen nötron yıldızlarından çok daha büyüktü.
Hesaplamalar devam etti ve Gaia uydusu ve Arizona’daki Fred Lawrence Whipple Gözlemevinde bulunan Tillinghast spektrografından (TRES) alınan verilerle birleştirildi. Sonunda, Güneş’in 3.3 katı büyüklüğünde düşük kütleli bir kara delik bulduklarını fark ettiler. Thompson, kara delik arayışında yeni bir yöntem bulduklarını, aynı zamanda astronomların daha önce varlığını bilmedikleri düşük kütleli bir kara delik sınıfı tanımlamış olduklarını belirtiyor: “Nesnelerin kütleleri bize onların oluşumu, gelişimi ve doğaları hakkında bilgi verir” diyor bilim insanı.
Jason Shults/OSU
