Evrenin En Yaşlı Kara Deliği Webb Teleskobu ile Tespit Edildi
Gökbilimciler, “Küçük Kırmızı Nokta” olarak bilinen nadir bir galaksinin içinde saklı, doğrulanmış en uzak kara deliği keşfettiler. Devasa boyutu ve erken varlığı, galaksilerin ve kara deliklerin genç evrende nasıl oluştuğuna dair mevcut teorilere meydan okuyor.
Austin’deki Teksas Üniversitesi Kozmik Sınır Merkezi liderliğindeki küresel bir gökbilimci ekibi, şimdiye kadar gözlemlenen en uzak kara deliğin keşfini doğruladı. Bu kara delik, Büyük Patlama’dan sadece 500 milyon yıl sonra var olan CAPERS-LRD-z9 adlı bir galakside bulunuyor.
Başka bir deyişle, gördüğümüz ışık 13,3 milyar yıl yol kat etmiş ve evrenin şu anki yaşının sadece %3’ünü ortaya çıkarmış. Bu dikkat çekici keşif, bilim insanlarına evrenin en erken ve en az anlaşılan evrelerinden birinde kozmik yapıların nasıl oluşup evrimleştiğini araştırmak için eşi benzeri görülmemiş bir fırsat sunuyor.
“Kara delikleri ararken, pratik olarak gidebileceğiniz en uzak nokta burası. Mevcut teknolojinin tespit edebileceği sınırları gerçekten zorluyoruz,” diyor Kozmik Sınır Merkezi’nde doktora sonrası araştırmacı ve keşfi gerçekleştiren ekibin lideri Anthony Taylor. Araştırmaları 6 Ağustos’ta Astrophysical Journal’da yayınlandı.
Makalenin ortak yazarlarından ve Kozmik Sınır Merkezi direktörü Steven Finkelstein, “Gökbilimciler birkaç tane daha uzak aday bulmuş olsalar da,” diye ekledi, “henüz bir kara delikle ilişkili belirgin spektroskopik imzayı bulamadılar.”
Bir Kara Deliğin İmzasını Tespit Etmek
Gökbilimciler, spektroskopi ile ışığı birçok dalga boyuna bölerek bir cismin özelliklerini incelerler. Kara delikleri tespit etmek için hızlı hareket eden gazın kanıtlarını ararlar. Bir kara deliğin etrafında dönerken ve içine düşerken, bizden uzaklaşan gazdan gelen ışık çok daha kırmızı dalga boylarına doğru uzar ve bize doğru gelen gazdan gelen ışık çok daha mavi dalga boylarına doğru sıkıştırılır. Taylor, “Bu imzayı oluşturan başka pek fazla şey yok,” diye açıkladı. “Ve bu galakside var!”
Ekip, araştırmasında James Webb Uzay Teleskobu’nun CAPERS (CANDELS-Area Prism Epoch of Reionization Survey) programından elde edilen verileri kullandı. 2021’de fırlatılan JWST, uzaya dair mevcut en geniş kapsamlı görüntüleri sunarken, CAPERS ise en dış kenarın gözlemlerini sağlıyor.
Makalenin ortak yazarlarından ve CAPERS ekibinin lideri Mark Dickinson, “CAPERS’ın ilk amacı, en uzak galaksileri doğrulamak ve incelemek,” dedi. “JWST spektroskopisi, mesafelerini doğrulamanın ve fiziksel özelliklerini anlamanın anahtarıdır.”
Başlangıçta programın görüntülerinde ilginç bir nokta olarak görülen CAPERS-LRD-z9, “Küçük Kırmızı Noktalar” olarak bilinen yeni bir galaksi sınıfının parçası çıktı. Evrenin yalnızca ilk 1,5 milyar yılında var olan bu galaksiler oldukça kompakt, kırmızı ve beklenmedik derecede parlak.
Finkelstein, “Küçük Kırmızı Noktalar’ın keşfi, ilk JWST verilerinden büyük bir sürprizdi çünkü Hubble Uzay Teleskobu ile görülen galaksilere hiç benzemiyorlardı,” diye açıkladı. “Şimdi, neye benzediklerini ve nasıl oluştuklarını anlama sürecindeyiz.”
CAPERS-LRD-z9, gökbilimcilerin tam da bunu yapmasına yardımcı olabilir.
Parlaklık, Renk ve Kara Delikler
Öncelikle, bu galaksi, Küçük Kırmızı Noktalar’daki beklenmedik parlaklığın kaynağının süper kütleli kara delikler olduğuna dair artan kanıtlara katkıda bulunuyor. Genellikle bu parlaklık, bir galakside çok sayıda yıldız olduğunu gösterir. Ancak Küçük Kırmızı Noktalar, böylesine büyük bir yıldız kütlesinin varlığının pek olası olmadığı bir zamanda var olur.
Öte yandan, kara delikler de parlak bir şekilde parlar. Bunun nedeni, tükettikleri maddeleri sıkıştırıp ısıtmaları ve muazzam bir ışık ve enerji üretmeleridir. CAPERS-LRD-z9’da bir kara deliğin varlığını doğrulayan gökbilimciler, Küçük Kırmızı Noktalar’da bu bağlantının çarpıcı bir örneğini buldular.
Yeni bulunan galaksi, Küçük Kırmızı Noktalar’daki belirgin kırmızı rengin nedenini de açıklamaya yardımcı olabilir. Bu, kara deliği çevreleyen kalın bir gaz bulutunun, içinden geçerken ışığını daha kırmızı dalga boylarına doğru eğmesinden kaynaklanıyor olabilir. Taylor, “Bu bulutları başka galaksilerde de gördük,” diye açıkladı. “Bu nesneyi diğer kaynaklarla karşılaştırdığımızda, birebir aynısıydı.”
Bu galaksi, kara deliğinin ne kadar devasa olduğuyla da dikkat çekiyor. Güneşimizin 300 milyon katına kadar olduğu tahmin edilen kütlesi, galaksisindeki tüm yıldızların kütlesinin yarısı kadar. Süper kütleli kara delikler arasında bile bu özellikle büyük.
Böylesine büyük bir kara deliğin bu kadar erken bulunması, gökbilimcilere bu nesnelerin nasıl geliştiğini incelemek için değerli bir fırsat sunuyor. Daha sonraki evrende mevcut olan bir kara delik, yaşamı boyunca çeşitli büyüme fırsatlarına sahip olacaktır. Ancak ilk birkaç yüz milyon yılda mevcut olan bir kara delik için bu fırsatlar geçerli olmayacaktır. Finkelstein, “Bu, erken dönem kara deliklerin düşündüğümüzden çok daha hızlı büyüdüğüne dair artan kanıtlara katkıda bulunuyor,” dedi. “Ya da modellerimizin öngördüğünden çok daha büyük bir hızla başladılar.”
Ekip, CAPERS-LRD-z9 üzerindeki araştırmalarına devam etmek için JWST kullanarak daha fazla, daha yüksek çözünürlüklü gözlem toplamayı umuyor. Bu, hem bu gözlem hem de kara deliklerin Küçük Kırmızı Noktalar’ın gelişimindeki rolü hakkında daha fazla bilgi sağlayabilir. Taylor, “Bu bizim için iyi bir test nesnesi,” dedi. “Yakın zamana kadar kara delik evriminin erken dönemlerini inceleyememiştik ve bu eşsiz nesneden neler öğrenebileceğimizi görmek için heyecanlıyız.”
Kaynak: https://scitechdaily.com