Vahşi bir kara delik: kozmik bir aykırı değer keşfedildi

Gökbilimciler, uzayda muazzam hızlarla ilerleyen ve yıldızlardan oluşan bir iz bırakan bir kara delik keşfettiler.

Yale Üniversitesi'ndeki gökbilimciler, serbest uçan süper kütleli bir kara deliğin ilk keşfini doğruladılar. NASA'nın bildirdiği gibi, nesne galaksiler arası uzayda, yol boyunca çok fazla kütle yutmasını imkansız kılacak bir hızla yarışıyor.

Kara delik, arkasında Samanyolu'nun iki katı çapında, 200.000 ışıkyılı uzunluğunda yeni doğmuş yıldızlardan oluşan bir iz bırakıyor. Keşif, elli yıl önce yapılan teorik bir tahmini doğruluyor.

200.000 ışık yılı uzunluğunda bir yıldız izi

Yale Üniversitesi'nden gökbilimci Pieter van Dokkum'a göre keşif şans eseri yapıldı. Hubble Uzay Teleskobu tarafından çekilen görüntülerde neredeyse düz bir ışık çizgisi keşfettiğinde aslında yakındaki bir cüce galakside küresel yıldız kümelerini arıyordu.

Üniversiteden yapılan açıklamaya göre van Dokkum, “Buraya rastlamamız tamamen tesadüftü” dedi. Başlangıçta çizginin kozmik ışınların neden olduğu bir görüntü hatası olduğunu düşündü. Ancak ekip bu tür eserleri eledikten sonra yapı görünür durumda kaldı.

İzin olağanüstü derecede parlak olduğu, ilişkili olduğu ev sahibi galaksinin neredeyse yarısı kadar parlak olduğu ortaya çıktı. Bu, hat boyunca çok sayıda yeni yıldızın oluştuğunu gösteriyordu.

James Webb teleskopu tarafından onaylandı

James Webb Uzay Teleskobu (JWST) daha sonra önemli kanıtları sağladı. Van Dokkum ve ekibi, aynı anda görüntüleri yakalayan ve spektrumları analiz eden JWST'nin NIRSpec cihazını kullandı. Bu, gökbilimcilerin yalnızca nesneleri görmekle kalmayıp aynı zamanda onların bileşimlerini, sıcaklıklarını ve hareketlerini de belirlemelerine olanak tanır.

Gözlemler yapının tepesinde bir şok dalgası olduğunu gösterdi. Van Dokkum, “Gazın soğuyup yıldız oluşturabileceği kara deliğin arkasındaki izi gördüğümüzü düşünüyoruz” dedi. Kara deliğin önündeki gaz daha önce çarpışma nedeniyle sıkıştırılmış ve ısınmıştı.

Uzun bir yıldız izi ve yay şokunun bu birleşimi, bunun tespit edilmesi zor ilk kara delik olduğunu doğruluyor.

Kozmik bir kaçışın anatomisi

Araştırmacıların tahminlerine göre süper kütleli kara deliğin kütlesi on ila yirmi milyon güneş kadardır. Uzayda saniyede yaklaşık 1000 kilometre, yani saatte yaklaşık 3,6 milyon kilometre hızla hareket eder.

Sıkıştırılmış gaz soğuyarak dar bir koridor boyunca yeni yıldızlar oluşturur. Yolun en ucunda olağanüstü derecede parlak bir iyonize oksijen düğümü var. Araştırmacılar, gazın kara deliğin hareketi veya kara deliğin etrafındaki birikim diskinden gelen ışınım yoluyla ısıtıldığından şüpheleniyorlar.

Bu nasıl olabilir?

Kara deliğin aşırı hızının en olası açıklaması, araştırmacıların “kozmik bilardo” olarak tanımladığı nadir bir senaryodur. Muhtemelen üç galaksi çarpıştı ve merkezlerindeki tekillikler birleşti.

İlk olarak, kara delikleri ikili bir sistem oluşturan ve birbirlerinin yörüngesinde dönen iki galaksi birleşti. Kendi tekilliğine sahip üçüncü bir galaksi eklendiğinde, üç cisim probleminin gerçekten devasa bir çeşidi olan kaotik ve istikrarsız bir takımyıldız ortaya çıktı.

Görünüşe göre kara deliklerden biri diğer ikisinin kinetik enerjisinin bir kısmını sıyırmış ve bu süreçte kendi galaksisinden dışarı atılmıştı.

Bu tekillik yaklaşık 60 milyon yıldır bir yönde uzaklaşırken, ikili sistemin geri kalanı ters yönde uçuyor. Araştırmacılar kaynak galaksinin uzak tarafında böyle bir yapının kanıtını buldular. Dahası, kaynak galaksinin merkezinde artık aktif bir kara deliğe dair herhangi bir işaret bulunmuyor.

Alternatif teori

Alternatif bir teorik açıklama, yerçekimi dalgasının geri tepmesi olabilir. İki kara delik birleştiğinde, bir yönde asimetrik olarak yerçekimsel dalgalar yayarlar, ortaya çıkan kara delik bir roket gibi ters yönde fırlatılabilir. Bu teori, LIGO ve Virgo yerçekimsel dalga gözlemevlerinden yapılan gözlemlerle desteklendi.

Araştırmacılar şimdi bulgularını daha da doğrulamak için NASA'nın Chandra X-ışını Gözlemevi ile takip gözlemleri planlıyorlar. Şu anda yapım aşamasında olan Nancy Grace Roman Uzay Teleskobu da gelecekte benzer nesneleri sistematik olarak arayabilir. Makine öğrenimi, veri kümelerindeki bu benzersiz “yıldız çizgilerini” bulmanıza yardımcı olabilir.

Ancak bu keşif, evrenin her zaman gerçekten devasa sürprizler barındırdığını açıkça ortaya koydu: Derin uzayda özgürce uçan kara delikler artık sadece teori değil, kanıtlanmış gerçektir.