Merkezinde beslenen bir kara delik ve onu bir yıldız gibi çevreleyen yoğun bir türbülanslı gaz kozası bulunan, potansiyel olarak yeni bir kozmik nesne sınıfı olan bir kara delik yıldızının çizimi.
Gökbilimciler, ilk kez 2022 yılında JWST tarafından tespit edilen gizemli “küçük kırmızı noktalara” ışık tutmaya yardımcı olabilecek yeni bir nesne keşfettiler.
Araştırmacılar, “Uçurum” olarak adlandırılan yeni keşfedilen cismin, küçük kırmızı noktaların “kara delik yıldızı” olarak bilinen tamamen yeni bir kozmik cisim sınıfını temsil ettiğini öne sürüyor.
Yeni hipotez olarak ortaya atılan bu cisim, özünde, etrafını saran kalın gaz kozasını aydınlatacak kadar hızlı beslenen ve bir yıldız gibi parlamasını sağlayan bir kara delik olacak.
Gökbilimciler daha önce bu küçük kırmızı cisimler için alternatif açıklamalar önermişlerdi. Başlangıçta, bunların erken evrenden gelen devasa galaksiler olduğu düşünülmüş, daha sonra ise süper kütleli kara delikleri aktif olarak besledikleri düşünülmüştü.
Ancak tüm bu teoriler hâlâ evrim aşamasında olduğundan, noktaların egzotik nesneler mi yoksa galaksilerin veya kara deliklerin büyümesinde bir aşama mı olduğu belirsizdir.
İlk keşfedildiklerinde, küçük kırmızı noktalara “evren kırıcılar” adı verilmişti çünkü evrenin ilk birkaç milyar yılında var olamayacak kadar eski görünüyorlardı.
Bu nedenle, gökbilimciler bunların ne olabileceğine dair bir açıklama bulmak için bilinen standart nesne türlerinin ötesine baktılar.
İki model önerdiler. Harvard ve Smithsonian Astrofizik Merkezi’nden Fabio Pacucci, “Bir olasılık, ‘Küçük Kırmızı Noktaların’ yoğun yıldız oluşumuna sahip son derece büyük ve kompakt galaksiler olması ve bu durumun çekirdeklerinde çok büyük yıldız yoğunluklarına yol açmasıdır” dedi.
Bu senaryo, küçük kırmızı noktaların küçük ama yoğun ve yıldız bakımından zengin galaksiler olduğunu ve daha önce hiç görülmemiş, egzotik süreçler içerdiklerini öne sürüyor.
Fabio Pacucci, “diğer bir olasılık da merkezlerinde, galaksilerinin yıldız kütlesine kıyasla genellikle ‘aşırı kütleli’ görünen devasa kara deliklere ev sahipliği yapmalarıdır” dedi.
Her iki durumda da, kırmızılık, nesneyi çevreleyen muazzam tozdan kaynaklanıyor olabilir. İkinci açıklama, küçük kırmızı noktaların, merkezlerindeki aktif bir galaktik çekirdek (AGN) gibi büyük bir kara delikten güç alan galaksiler olduğu anlamına gelir.
Kara deliklerden beslenen bu galaksiler, erken evrende bulunan ve kuasar olarak bilinen diğer AGN türlerine hiç benzemez. Kuasarlar, büyük süper kütleli kara deliklerden güç alan ve tozla engellenmedikleri için kolayca tespit edilebilen son derece parlak nesnelerdir.
Bu iki tür popülasyon arasındaki bağlantı henüz net değildir. Pacucci, “her iki açıklama da erken galaksi evrimine dair mevcut anlayışımızın sınırlarını zorluyor” dedi.
Bir “Uçurum”dan sarkma
Yeni bir çalışmada, Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden Anna de Graaff liderliğindeki bir gökbilimci ekibi, Büyük Patlama’dan 1,8 milyar yıl sonra var olan tuhaf, küçük, kırmızı bir noktayı inceledi.
Işığının bize ulaşması yaklaşık 12 milyar yıl süren bu küçük kırmızı nokta, JWST ile elde edilen Kırmızı Bilinmeyenler: Parlak Kızılötesi Ekstra galaktik Araştırma (RUBIES) kapsamında tespit edilen diğer birçok küçük kırmızı nokta arasında keşfedildi.
Araştırmacılar, bu cismin ışığında, Balmer kırılması adı verilen çok keskin bir parlaklık sıçraması fark ettiler. Bu tür bir artış farklı cisimlerin ışığında yaygın olsa da, araştırmacılar bu cismin ışığında görülen keskinliğin büyük kütleli galaksiler veya tipik aktif galaktik çekirdeklerle açıklanamayacağını buldular.
Bunu küçük bir kırmızı noktanın abartılı bir versiyonu olarak tanımladılar ve spektrumdaki keskin yükselişi nedeniyle ona “Uçurum” adını verdiler.
Sıcak bir gaz kabuğuyla çevrili, kara delik olabilecek eski bir kırmızı nesne olan “Uçurum”un ışık spektrumunu gösteren bir görüntü.
Bu alışılmadık derecede güçlü özellik, gökbilimcileri tamamen yeni bir şey mi gördüklerini sorgulattı. De Graaff, cismin parlaklığının çok enerjik bir kaynağa işaret ettiğini ve Balmer kırılmasının belirli bir sıcaklıktaki yoğun hidrojen gazından kaynaklandığını açıkladı.
Bu iki ipucu, “kara delik yıldızı” hipotezine yol açtı. De Graaff, “Kara delik yıldızları, yoğun gazla çevrili devasa kara delikleri besler,” diye açıkladı.
Kara delikler etraflarındaki maddeyi biriktirdiklerinde çok fazla ışık yayarlar ve bu nedenle gazı ısıtarak parlamasını ve böylece bir yıldız gibi görünmesini sağlarlar.
De Graaff “elbette en önemli fark, normal yıldızların nükleer füzyonla güçlendirilmesidir, ancak bu burada gerçekleşmiyor” diyor. Bir kara delik yıldızı, ultra kalın bir battaniyeye sarılmış sıcak bir cisim olarak düşünülebilir.
Pacucci, “‘Kara delik yıldızı’ hipotezi kesinlikle ilgi çekici. Bu çalışma, Küçük Kırmızı Noktalar’ın açıklanamayan gözlemsel özelliklerini bu tür teorik fikirlerle birleştirmeye çalıştığı için ilgi çekicidir” diyor.
Pacucci, gözlemsel kısıtlamalar nedeniyle fark edilmemiş olabilecek diğer küçük kırmızı noktaların da ‘Uçurum’a benzer işaretlere sahip olabileceğini söyledi.
Ancak kara delik yıldızı hipotezi hala başlangıç aşamasında. Pacucci, bu senaryonun sağlamlığını test etmek için çok daha fazla gözlem yapılması gerektiğini ve bu nesnelerin zaman içinde izlenmesinin senaryoları ayırt etmeye yardımcı olacağını belirtti.
De Graaff, “Bugün gördüğümüz kara delik popülasyonuna nasıl evrimleştiklerinden henüz emin değiliz. Küçük kırmızı noktaların sayısı kozmik zamanın sonlarına doğru azaldığından, bu kısa ömürlü bir evre olmalıdır” dedi
Ekip daha sonra, kara delik yıldızlarının ayrıntılı yapısını anlamak için daha parlak küçük kırmızı noktaları incelemek üzere JWST’yi kullanacak.
Küçük kırmızı noktalar gerçekten kara delik yıldızlarıysa, bu başka bir bulmacayı çözebilir. Kara delik yıldızları son derece hızlı büyüyebiliyorsa, bu, evrenin çok erken dönemlerinde süper kütleli kara deliklerin ortaya çıkışını açıklayabilir.
Küçük kırmızı noktaların gerçek doğası hâlâ bir sır. Evrende daha fazla kozalanmış kara delik keşfedilirse, araştırmacılar küçük kırmızı noktaların gerçekten egzotik kara delik yıldızları mı, devasa bir kara deliğin büyümesinde bir evre mi, yoksa sadece galaksi evriminin bir aşaması mı olduğunu anlayacaklar.
