Gökbilimciler kısmen yıldız, kısmen kara delik olan yeni bir nesne keşfetti

Evrenin erken dönemlerinde ortaya çıkan devasa kara deliklerin nasıl bu kadar kısa sürede büyüdüğü, astronominin uzun süredir yanıt aradığı sorular arasında bulunuyor. Nature dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma, bu gizemin çözümüne yardımcı olabilecek sıra dışı bir nesneyi ortaya çıkardı. Gökbilimciler, kozmik şafak döneminden kalan son derece parlak ve kırmızı bir noktanın bilinen yıldızlara veya kara deliklere tam olarak benzemediğini belirledi. MoM-BH*-1 adı verilen nesne, dışarıdan bakıldığında bütün Güneş Sistemi büyüklüğünde devasa bir yıldızı andırıyor. Buna karşılık yaydığı enerji, bilinen bir yıldızdan beklenebilecek seviyenin yaklaşık 100 milyar kat üzerine çıkıyor. Bu kadar yüksek enerji üretimi nesneyi bir yıldızdan çok aktif bir kara deliğe yaklaştırıyor. Araştırmacılar ayrıntılı incelemelerin ardından MoM-BH*-1’i “kara delik yıldızı” olarak adlandırılan tamamen yeni bir nesne türü şeklinde tanımladı.

MoM-BH*-1 yoğun bir gaz örtüsüyle çevrili

Araştırmanın başındaki Rohan Naidu’ya göre MoM-BH*-1, son derece yoğun gaz katmanlarıyla çevrelenmiş durumda. Merkezindeki kara delikten güç aldığı düşünülen nesne, bu gaz örtüsü nedeniyle ışığını bir yıldızın atmosferini andıracak biçimde yayıyor. Bu özellik, cismin aynı anda hem kara deliklere hem de yıldızlara ait temel işaretler göstermesine neden oluyor. Naidu, arşivlerde milyarlarca yıldız, galaksi ve kara delik hakkında veri bulunduğunu ancak MoM-BH*-1’e benzeyen başka bir nesneye rastlanmadığını belirtiyor. Bu nedenle keşif, araştırma ekibi tarafından milyarda bir karşılaşılabilecek kadar sıra dışı olarak değerlendiriliyor. Nesnenin en dikkat çekici özelliklerinden biri, içerisinde bulunduğu galaksinin tamamından daha parlak olması. Bu parlaklık sayesinde gökbilimciler, ev sahibi galaksinin ışığı tarafından bastırılmadan kara delik yıldızından gelen ışığı doğrudan inceleyebiliyor.

MoM-BH*-1, James Webb Uzay Teleskobu’nun erken evrende gözlemlediği “küçük kırmızı noktalar” olarak adlandırılan gizemli cisimlerle de bağlantılı olabilir. Bu nesneler, ışıkları Dünya’ya ulaşana kadar milyarlarca yıl yol aldığı için yüksek kırmızı kayma değerlerinde gözlemleniyor. Küçük, parlak ve yoğun bir yapıya sahip olmaları nedeniyle ilk keşfedildiklerinde teleskopta bir sorun olabileceği bile düşünülmüştü. Ancak daha fazla gözlem yapılması, kırmızı noktaların erken evrende gerçekten var olan kozmik cisimler olduğunu gösterdi. Bu nesnelerin gerçek yapısını belirlemek, evrenin ilk dönemlerinin ve erken galaksilerin nasıl geliştiğinin anlaşılması açısından büyük önem taşıyor. Naidu, küçük kırmızı noktaların daha büyük galaksilerin içerisinde bulunan kara delik yıldızları olabileceğini düşünüyor. Kara delik yıldızlarının ise erken evrendeki süper kütleli kara deliklerin doğum sürecinde önemli bir aşamayı temsil etmiş olabileceği değerlendiriliyor.

Kırmızı rengin kaynağı toz değil gaz olabilir

Gökbilimciler, uzaydaki bir cismin kırmızı görünmesini genellikle çevresindeki kozmik tozla açıklıyor. Toz, mavi ışığı etkili biçimde emip dağıttığı için gözlemlenen ışığın daha kırmızı görünmesine neden oluyor. MoM-BH*-1’in spektral özellikleri ise kırmızı rengin temel kaynağının toz olmayabileceğine işaret ediyor. Araştırmacılara göre veriler, nesnenin çevresinde büyük bir iyonize gaz bulutu bulunduğu ve tozun ışığa etkisinin oldukça sınırlı kaldığı bir yapıyla daha uyumlu görünüyor. Cisimden gelen ışığın belirli bir dalga boyunun altında aniden kaybolması da bu görüşü destekliyor. “Balmer kırılması” olarak adlandırılan bu olay, normalde yıldızların dış katmanlarının belirli dalga boylarındaki ışığı emmesiyle ortaya çıkıyor. Aynı işaretin MoM-BH*-1’de görülmesi, kara delikten güç alan nesnenin neden devasa bir yıldız gibi ışık yaydığını açıklamaya yardımcı oluyor.

Bu keşif, erken evrende bulunan milyonlarca veya milyarlarca Güneş kütlesindeki süper kütleli kara deliklerin oluşumuna ilişkin yeni bir açıklama da sunabilir. Küçük kırmızı noktaların renginin toz yerine gazdan kaynaklanması, ilk kara deliklerin geleneksel kozmolojik modellerin öngördüğünden daha büyük olabileceğini düşündürüyor. Kara delik yıldızları, süper kütleli kara deliklerin doğrudan son hâli olmak yerine büyüme süreçlerindeki erken bir aşamayı temsil ediyor olabilir. Bu senaryoda kara delik, yoğun gaz örtüsünün içerisinde beslenirken dışarıdan dev bir yıldızı andıran parlak bir yapı meydana getiriyor. Zaman içerisinde çevresindeki gazı tüketen veya dağıtan kara delik, bilinen aktif galaksi çekirdeklerine ve kuasarlara dönüşebiliyor. MoM-BH*-1’in tek başına bütün bu süreci kanıtlaması mümkün olmasa da gözlemler mevcut modellerin sınanabileceği yeni bir nesne sınıfı sunuyor. Bulgular ayrıca aktif kara deliklerin çevresinde biriken gazın benzer spektral izlerini tespit eden diğer çalışmalarla da örtüşüyor.

James Webb yeni kara delik yıldızlarını arayacak

Araştırma ekibi, kara delik yıldızlarının yapısını daha ayrıntılı incelemek için James Webb Uzay Teleskobu’ndan yeni gözlem süresi aldı. Aralık ayında başlaması planlanan çalışmalar, bu nesnelerin gerçek kütlelerinin belirlenmesine odaklanacak. Gökbilimciler ayrıca yıldızları andıran atmosfer özelliklerinin hangi fiziksel süreçlerden kaynaklandığını araştıracak. Yeni gözlemler, MoM-BH*-1’in tek başına sıra dışı bir nesne mi olduğunu yoksa erken evrende daha geniş bir topluluğun parçası mı olduğunu gösterebilir. Benzer cisimlerin bulunması, küçük kırmızı noktalar ile süper kütleli kara deliklerin doğumu arasındaki bağlantıyı güçlendirebilir. Araştırmacılar mevcut dönemi, kuasarların ilk kez keşfedildiği 1960’lı ve 1970’li yıllara benzetiyor. James Webb’in sağladığı verilerle birlikte varlığı daha önce bilinmeyen bu nesneler, erken evren hakkındaki bazı bilgilerin yeniden değerlendirilmesine neden olabilir.