Yeni simülasyonlar, JWST’nin Küçük Kırmızı Noktalarının, süper kütleli kara deliklerin erken ortaya çıkışını açıklayabilecek hızlı bir büyüme evresini yakaladığını öne sürüyor.

JWST tarafından evrenin erken dönemlerinde tespit edilen kırmızı, son derece küçük cisimler olan Küçük Kırmızı Noktalar (LRD), kara deliklerin nasıl bu kadar büyük ve hızlı bir şekilde büyüdüğünü ortaya çıkarabilir.

Gökbilimciler, Büyük Patlamadan 600 milyon yıldan daha kısa bir süre sonra, Güneş’in kütlesinin milyonlarca hatta milyarlarca katı kütleye sahip süper kütleli kara delikler keşfettiler.

Bu kadar kısa sürede nasıl böyle bir kütle kazandıklarını açıklamak zor olduğundan yaptıkları yeni simülasyonların, noktaların bu duruma ulaşmaları için gereken hızlı büyümeyi temsil edebileceğini öne sürdüler.

Gökbilimciler, JWST’nin daha sönük, daha uzak galaksileri ortaya çıkararak bu bilmeceyi çözmeye yardımcı olacağını ummuşlardı. Uzayda daha uzaklara bakmak, ışığın bize ulaşması zaman aldığı için, zamanda geriye bakmalarını sağlar.

Işığı 11 – 12 milyar yıl yolculuk etmiş bir galaksi, o kadar uzun zaman önceki haliyle görünür. Ancak JWST’nin evrenin erken dönemine dair daha derin görüşü, doğası belirsiz olan çok sayıda Küçük Kırmızı Nokta’yı ortaya çıkardığında kendi başına bir bilmeceyi de beraberinde getirdi.

Kara deliğin doğuşuna yakından bakış

Bu cisimleri neyin üretebileceğini anlamak için, Max Planck Astrofizik Enstitüsü’nden Sunmyon Chon liderliğindeki bir ekip, bir galaksinin çevresi ile o çevre içindeki bireysel bulutlar arasındaki bağlantıyı izleyerek, evrenin erken dönemlerinde gazın nasıl davrandığını modelledi.

Araştırmacılar, Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi’ndeki ATERUI III adlı süper bilgisayarı kullanarak bugüne kadarki en ayrıntılı kozmolojik simülasyonu gerçekleştirdiler. Yüksek çözünürlüklü hesaplama yetenekleri, çevredeki koşulları da hesaba katarak bu bulutlara yakınlaştırmayı mümkün kıldı.

ATERUI III simülasyonunun, süper kütleli kara deliklerin ortaya çıkışına kadar evrenin evrimini gösteren görselleştirme videosu. 

Gaz diskleri alışılmadık derecede hızlı büyümeye olanak tanır.

Simüle edilmiş bulutların içinde, komşu galaksilerden gelen radyasyon yıldız oluşumunun seyrini değiştirdi. Yoğun uzak ultraviyole radyasyon, birçok küçük yıldızın oluşumunu baskılayarak gazın tek bir süper kütleli yıldızda toplanmasına izin verdi.

Bu yıldız çöktüğünde, geride çok daha büyük bir kara deliğin başlangıç ​​noktası olan bir çekirdek bıraktı. Çekirdek, radyasyonu hapseden yoğun bir gaz diskinin içinde oluştu.

Bu çevreleyen madde, kara deliğin modern evrendeki koşullar altında mümkün olandan onlarca kat daha hızlı büyümesine olanak sağladı.

Oluşan kara deliklerin özellikleri, JWST’nin Küçük Kırmızı Noktalarıyla yakından eşleşiyordu ve bu da teleskobun hızlı büyümenin bu erken aşamasını gördüğü fikrini destekliyordu. Simülasyon ayrıca bu tür nesnelerin neden yaygın olabileceğine dair bir neden de sunuyordu.

Hem tohumların oluşumu hem de bunların daha sonraki büyümesi, JWST’nin gözlemlediği birçok noktayı açıklamak için egzotik varsayımlara veya nadir tesadüflere gerek kalmadan, evrenin erken dönemindeki koşullardan doğal olarak kaynaklanıyordu.