Evrenin En Erken Dönemlerinde Uyuyan Devasa Bir Karadelik Keşfedildi!

Muhtemelen ağır bir yemeğin ardından kanepede gözlerinizi kapatıp kendinizi bir anda uyuklarken bulduğunuz olmuştur. NASA/ESA/CSA James Webb Uzay Teleskobu'nu kullanan bir grup bilim insanı 18 Aralık'ta Nature dergisinde yayınladıkları bir araştırmada benzer bir durumun, evrenin erken dönemlerinde tespit edilen bir karadelik için de gözlemlendiğini belirtti.^[1]

Uyuyan karadelik, Büyük Patlama'dan yalnızca 800 milyon yıl sonra var olan erken evrende bulunuyor ve inanılmaz bir büyüklüğe sahip. Güneşimizin kütlesinin 400 milyon katı büyüklüğündeki bu kozmik yapı, James Webb'in evrenin gelişiminin bu aşamasında tespit ettiği en büyüklerden biri: Tek başına ev sahibi galaksisinin toplam kütlesinin yaklaşık %40'ını oluşturuyor. Karşılaştırma yapmak gerekirse, yerel galaksilerdeki karadelikler genellikle ev sahibi galaksilerinin yalnızca %0,1'i kadar bir kütleye sahip.

Bu muazzam boyuta rağmen, karadelik aslında çok düşük bir hızda gaz yutuyor. Araştırma ekibi, teorik maksimum sınırının yaklaşık 100 kat altında olduğunu belirtiyor. Başka bir deyişle, neredeyse tamamen uykuda. Bu kadar büyük bir karadeliğin, evrenin bu kadar erken döneminde bulunmasına rağmen büyümemesi ve madde toplamaması, karadeliklerin gelişimini açıklayan modellere meydan okuyor.

Tipik olarak karadelikler, dönen bir akresyon diskinin belirgin bir şekilde ışımasıyla tespit edilir. Karadeliğin kenarlarına yakın bir bölgede oluşan bu disk, içindeki gazın aşırı ısınmasıyla parlamaya başlar ve ultraviyole enerji yayar.

Ekip, buradaki en olası senaryonun, karadeliklerin kısa süreli aşırı hızlı büyüme patlamalarının ardından uzun süreli uyku dönemine girmeleri olduğuna inanıyor. Karadelikler uyurken daha az parlak olur. Bu da onları, James Webb gibi son derece hassas uzay teleskoplarıyla bile tespit etmeyi zorlaştırıyor. Ancak bu karadelik, yeterince büyük olduğu için fark edilebildi. Çalışmanın ortak yazarı ve Cambridge Üniversitesi astrofizikçisi Ignas Juodžbalis yaptığı açıklamada şunları söylüyor:

Bu karadelik uykuda olmasına rağmen, devasa boyutu onu tespit etmemizi sağladı. Uyku hali, ev sahibi galaksinin kütlesi hakkında da bilgi edinmemize olanak tanıdı. Erken evren, nispeten küçük galaksilerde bile mutlak devler üretmeyi başarmış.

Mevcut astronomik modellere göre, karadelikler ölü yıldızların çöken kalıntılarından oluşur. Daha sonra madde çekerek Eddington sınırı adı verilen verdiği bir limite kadar büyürler. Bu noktada, radyasyon ve madde basıncı, karadeliğin kütle çekim gücünü yener.

Bu durumda, hareketsiz karadeliğin muazzam boyutu, bu büyüklükteki deliklerin nasıl oluştuğunu ve büyüdüğünü standart modellerimizin tam olarak açıklayamıyor olabileceğini düşündürüyor. Çalışmanın ortak yazarı ve Cambridge Üniversitesinde astrofizikçi olan Roberto Maiolino şunları söylüyor:

Karadeliklerin "büyük doğmuş" olması mümkün, bu da Webb'in erken evrende bu kadar büyük karadelikleri neden tespit ettiğini açıklayabilir. Ancak bir diğer olasılık da karadeliklerin aşırı aktif dönemler geçirip ardından uzun süreli hareketsizlik dönemlerine girmesi.

Ekip, bu hareketsiz karadeliğin evrenin bu kadar erken bir döneminde bu denli büyük bir boyuta nasıl ulaşmış olabileceğini modellemek için bir dizi bilgisayar simülasyonu gerçekleştirdi. Sonuçlar, karadeliklerin kısa süreler için aslında Eddington sınırını aşabildiğini gösteriyor. Bu eşik aşıldığında, karadelikler çok hızlı büyüyor ve ardından uzun bir hareketsizlik dönemi geçiriyor. Araştırmacılar, bu tür karadeliklerin yaklaşık 5 ila 10 milyon yıl boyunca madde çekip ardından 100 milyon yıl boyunca uyuduğuna inanıyor. Maiolino şöyle devam ediyor:

Uyuyan bir karadeliği yüksek hareketlilik dönemleriyle açıklamak kulağa mantığa aykırı gelse de bu kısa patlamalar zamanının çoğunu uyuklayarak geçirirken hızla büyümesini sağlıyor.

Bu uyku dönemleri devasa büyüme dönemlerinden çok daha uzun olduğundan, astronomların karadelikleri uyudukları sırada tespit etme olasılığı daha yüksektir. Bununla birlikte, az miktarda ışık vermeleri nedeniyle uykuda olan karadelikleri tespit etmek hâlâ oldukça zordur. Ekip, erken evrendeki karadeliklerin zamanlarının çoğunu bu hareketsiz durumda geçiriyor olabileceğini ve bu örneğin, muhtemelen daha büyük bir düzenin parçası olduğunu düşünüyor.

Büyük olasılıkla oradaki karadeliklerin çoğunluğu bu hareketsiz durumda. Bu karadeliği bulduğumuz için şaşkınım, ama bu kadar çok daha fazlasını bulma olasılığı beni heyecanlandırıyor.