Astronomlar, Evrenin En Esaslı Gizemlerinden Birini Çözüyor: “Siyah Delik Yıldızları” Keşfedildi

James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından çekilen neredeyse tüm görüntülerde parlak kırmızı noktalar dikkat çekiyor. Ancak, bu noktaların sıklığı, astronomların onları anlamasını kolaylaştırmadı. Dört yıllık bir analiz sonucunda, araştırmacılar artık bu gizemli yapıların neden tanımlanmasının bu kadar zor olduğunu düşünüyorlar: Bunlar, tamamen yeni bir astrofiziksel kaynaktır.

“Bu nesneye ilişkin resmimiz çok hızlı bir şekilde gelişiyor,” diyor MIT’deki astrofizikçi Rohan Naidu. Siyah delik yıldızları olarak adlandırılan bu daha önce görülmemiş yapılar, uzay-zamanın çöküşü ve yıldızsal güçlerin birleşimidir. Geleneksel yıldızlarda görülen nükleer füzyon yerine, merkezi bir kara deliğe odaklanmış yoğun bir gaz bulutu düşünün. Şimdi, hayal gücünüzü sonsuz boyutlara çıkarın: Kara delik, Güneş’in 100.000 katı kütleye sahipken, yıldız benzeri gaz ortamı, Güneş sisteminin büyüklüğündedir.

Naidu, “Bu inanılmaz derecede büyük,” diyor. Bu potansiyel olarak devrim niteliğindeki keşif, tesadüfen gerçekleşti. Başlangıçta, Naidu ve meslektaşları, Mirage or Miracle (MoM) projesi kapsamında, evrendeki en uzak ve en eski galaksileri belirlemek istiyorlardı. JWST’nin benzersiz hassasiyeti, geçmişin yüz milyonlarca yılına bakabilmesini sağlıyor ve bu da onu eşsiz bir araç haline getiriyor. Ancak, bazı potansiyel galaksiler beklendiği gibi değildi. İşte projenin adı: “Mirage or Miracle”.

Naidu, “Bulduğumuz şey, bazen ‘miracle’ olarak görünen son derece parlak erken dönemdeki bir galaksinin aslında bazı durumlarda ‘mirage’ olabileceğiydi,” diyor. MoM için JWST görüntülerini incelerken, ekip olağanüstü derecede parlak kırmızı bir nokta tespit etti. Astronomide, aşırı derecede kırmızı bir nesne genellikle çok miktarda tozun varlığını gösterir, bu da gerçek doğasını gizleyebilir. MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research (MKI) direktörü ve çalışma ortak yazarı Robert Simcoe, bunun Kanada’daki son yangınlardan kaynaklanan dumanın Kuzeydoğu’da gökyüzünü kırmızıya çevirmesine benzer bir durum olduğunu belirtiyor.

Simcoe, “Astronomik nesneler, tozlu bir örtüden bakıldığında içsel renginden daha kırmızı görünebilir,” diyor. Ancak, daha yakından incelendiğinde, teorileriyle tutarlı değildi. Nesnenin ışınımı neredeyse hiç metal veya element belirtisi göstermiyordu, sadece helyum ve hidrojenden oluşuyordu. Ayrıca, ışınımın yüksek frekanslarda zayıflaması (Balmer kırılması), eski yıldızların atmosferlerinde bulunan yoğun, foton emici gazı gösterir. Vega gibi gökyüzündeki en parlak yıldızlardan biri de bu tür bir yapıya sahiptir. Ancak, bu küçük kırmızı nokta, Vega’yı bile geride bırakıyor.

Naidu, “Gözlemlediğimiz kırılma, herhangi bir nesnede gördüğümüz en derin kırılmadır ve bunun kaynağının ‘sıradan’ yıldızlar olmadığını gösteriyor,” açıklıyor. “Bu gerçekten de birçok yönden eşsizdi.” Astronomlar, kırmızı noktanın rengini oluşturabilecek astrofiziksel özellikleri araştırmak için çeşitli simülasyonlar çalıştırdı. Bu modeller sonunda, bazı durumlarda, sadece hidrojenden oluşan bir yapının bile kırmızı ışık üretebileceğini gösterdi.

Simcoe, “Şaşırtıcı bir şekilde, son derece yoğun bir hidrojen ekranınız varsa, bu mümkün,” diye ekliyor. “[Bu], devasa bir yıldızın yüzeyinden çok, ince bir yıldızlararası nebula gibi görünür.” Ancak, yoğun bir hidrojen ortamının varlığına rağmen, ışınımın 100 milyar kat daha parlak olması sorunu çözmedi. Bu tür bir parlaklık, nükleer füzyonla açıklanamaz ve bu da geleneksel yıldızları ortadan kaldırır. İşte bu noktada kara delik devreye giriyor.

Simülasyonlarına bir kara deliği dahil ettikten sonra, astronomlar sonuçlarını JWST’den elde edilen gözlemlerle karşılaştırdı. Sadece o zaman, kırmızı noktanın parlaklığını açıklayabilecek bir senaryoya ulaştılar: Kara delik yıldızı.

Araştırmacılar, keşfettikleri yapıya MoM-BH-1 adını verdiler. Bu isim, yapıyı bulan projeye, yeni sınıflandırmaya ve gelecekte daha fazla kara delik yıldızının keşfedileceğine atıfta bulunuyor. Şu anda tespit edilen diğer kırmızı noktaların çoğu da bu yeni astrofiziksel modelle açıklanabilir, ancak hiçbirinin parlaklığı MoM-BH-1 kadar yüksek değil.

Naidu, “MoM-BH-1’in özel yanı, kara deliğin yıldızının etrafındaki ana galaksiyi tamamen aydınlatması ve bu nedenle sadece kara delik yıldızı ışığını görmemizdir,” diyor. Bu çığır açan keşif, en küçük detayların bile büyük sonuçlar doğurabileceğini gösteren JWST’nin başarısının bir örneğidir.

Naidu, “Kendimizi ‘yeni bir tür ‘yıldız atmosferi’ne bakıyor olabilir miyiz?’ diye düşündük,” diyor.

Popular Science