Astronomlar En Erken Kara Deliği Keşfetti!
Uluslararası bir gökbilimciler ekibi, şimdiye kadar doğrulanmış en eski kara deliği, Büyük Patlama’dan sadece 500 milyon yıl sonra var olmuş eski bir devasa yapıyı keşfetti. Bu keşif, kozmolojinin mevcut teorilerini zorlayan kadim galaksilere dair yeni ipuçları sunabilir.
The Astrophysical Journal Letters‘da yayınlanan yeni bir makalede, araştırmacılar CAPERS-LRD-z9 adını verdikleri, merkezinde devasa bir kara delik bulunan uzak, gazla kaplı galaksiyi tanımlıyor. Bu galaksi, evrenin mevcut yaşının sadece %3’ü kadar olduğu 13.3 milyar yıl öncesine dayanıyor. James Webb Uzay Teleskobu tarafından tespit edilen CAPERS-LRD-z9, Webb’in görevine başladığı ilk yıl içinde görüntülerde ortaya çıkan birçok “küçük kırmızı nokta” galaksiden biri.
“Küçük Kırmızı Noktalar’ın keşfi, JWST’nin erken verilerinden büyük bir sürpriz oldu çünkü Hubble Uzay Teleskobu ile görülen galaksilere hiç benzemiyorlardı,” diye açıklıyor çalışmanın ortak yazarı ve Austin Teksas Üniversitesi Kozmik Sınır Merkezi direktörü Steven Finkelstein. “Şimdi, onların neye benzediğini ve nasıl oluştuğunu anlamaya çalışıyoruz.”
Küçük kırmızı nokta galaksiler, Webb’in görüntülerinde kırmızı bir iğne başı görünümünde oldukları için bu şekilde adlandırılmış. Webb’den önce hiçbir teleskop bu kadar uzak nesneleri algılayacak hassasiyete ya da çözünürlüğe sahip değildi—bu nedenle kimse onları daha önce görememişti. Bu keşif, evrenimiz hakkındaki konsensüs teorilerini sorguladı: NASA’ya göre, eğer bu nesneler birer yıldızsa, güçlü ışık yayımları bazı galaksilerin o kadar hızlı ve büyük büyüdüğünü gösterirdi ki mevcut teoriler bunu açıklayamazdı.
Finkelstein ve meslektaşları, neredeyse tamamı Büyük Patlama’dan sonraki ilk 1,5 milyar yıl boyunca var olmuş olan en büyük Küçük Kırmızı Nokta galaksiler örneklemlerinden birini topladı. Ocak ayında yayımlanan bu çalışmada, bu nesnelerin önemli bir kısmının büyümekte olan devasa kara delikler içerdiği bulundu. Bu bulgu, galaksilerin yaydığı ışığın ne kadar olduğunu anlamak için alternatif bir açıklama sundu, ancak teorilerini destekleyecek daha fazla kanıta ihtiyaçları vardı.
Finkelstein ve Kozmik Sınır Merkezi’nde çalışan doktora sonrası araştırmacı Anthony Taylor liderliğindeki ekip, Webb’in CAPERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey) programından spektral verileri inceledi. Spektroskopi, bir nesnenin özellikleri hakkında ayrıntılar ortaya çıkarmak için ışığın farklı dalga boylarını ölçer.
Kara delikler çevredeki gaz bulutlarıyla etkileşime geçtiğinde, belirgin bir spektral imza üretir: Gaz hızla kara deliğe doğru dönerken ve düşerken, bizden uzaklaşan gazdan gelen ışık daha kırmızı dalga boylarına uzanırken, bize yakınlaşan gazdan gelen ışık daha mavi dalga boylarına sıkışır.
“Bu imzayı oluşturan pek fazla şey yok,” diyor Taylor, ve CAPERS-LRD-z9’da bu var. Önceki çalışmalar başka Küçük Kırmızı Nokta galaksilerde kara delik imzaları bulsa da, bu en erken örnek. Bu bulgular, süper kütleli kara deliklerin acayıp parlaklıklarının olası kaynağı olduğunu gösteriyor. Çalışma, bu galaksilerin neden bu kadar kırmızı olduğuna ilişkin de açıklama sunabilir: Bir süper kütleli kara delik çevresindeki kalın gaz bulutlarından geçen ışık daha kırmızı dalga boylarına uzanır.
“Diğer galaksilerde bu gaz bulutlarını gördük,” diyor Taylor. “Bu nesneyi diğer kaynaklarla karşılaştırdığımızda, birebir aynısıydı.”
Bu keşif, kara delik evrimine de yeni bir bakış açısı sunabilir. Taylor ve meslektaşları, bu galaksinin merkezindeki kara deliğin çok büyük olduğunu—Güneş’ten 300 milyon kat daha büyük olduğunu tahmin ediyor. Bu boyutta bir kara deliği evrenin bu kadar erken bir evresinde bulmak, “erken kara deliklerin düşündüğümüzden çok daha hızlı büyüdüğüne dair kanıtları artırıyor,” diyor Finkelstein. “Ya da başlangıçta modellerimizin öngördüğünden çok daha büyük bir kütleye sahiptiler.”
Düzeltme: Bu makalenin önceki bir versiyonu, UT Austin çalışmasının, bir Küçük Kırmızı Nokta galaksiyle ilişkili spektral imzayı ilk kez ortaya çıkardığını yanlışlıkla belirtmiştir. Bu, diğer çalışmaların benzer imzaya sahip Küçük Kırmızı Nokta galaksilerini bulduğu ancak CAPERS-LRD-z9’un en erken örnek olduğu belirtilecek şekilde düzeltilmiştir.
