Araştırma: Parazit kara delikler yıldızları içten içe yiyor olabilir

Michelle Starr*

Karanlık madde için fazlasıyla sıra dışı görünen bir aday yıldızların içinde gizleniyor ve onları ağır ağır içeriden kemiriyor olabilir.

Max Planck Astrofizik Enstitüsü ve Yale Üniversitesi’nden astrofizikçi Earl Bellinger öncülüğünde yayınlanan yeni bir araştırma makalesi, zamanın henüz başlangıcında meydana gelen ufacık kara deliklerin Güneş benzeri yıldızlara sızabileceğini ve o dönemden beridir yıldız çekirdeklerinde oturup yavaş yavaş malzemeyi parçalayıp daha fazla kara deliğe dönüştürebileceğini öne sürüyor.

Şüphesiz, bunların tamamı aşırı derece varsayımsal. Ne var ki yeni araştırma, buna benzer bir parazitlik vakasının bu yıldızlar üzerindeki etkisini ve eğer onlarla karşılaşırsak nasıl tespit edebileceğimizi gözden geçiriyor.

ENDER BULUNAN BİR TÜR

Araştırmacılar, makalelerinde “Buna benzer gök cisimlerinin beklenmedik derecede uzun bir hayat sürebileceğini, en hafif kara deliklerin yıldızların evrimi üzerinde hiçbir etkiye sahip olmadığını, daha büyük kütleye sahip olan kara deliklerin ise bir grup gözlemlenebilir sonuç üretecek biçimde, zamanla yıldızı tükettiğini keşfettik" diyerek "Şayet böyle bir şey mevcutsa, bir kara delik barındıran yıldızların eşsiz iç yapıları, ‘asterosismolojinin’ onları keşfetmesini mümkün hale getirebilir" bilgisini verdi.

Evren, farklı boyutlara sahip kara deliklerle dolu. Büyük ihtimalle, devasa bir yıldızın ömrünün sonunda çekirdeğin çökerek bu malzemelerin birleşmesinden doğan ve yıldız kütle aralıklarında olan kara delikler keşfettik. Her galaksinin merkezinde saklanan, Güneş’in kütlesinin milyon ilâ milyarlarca katı büyüklükte olan süper kütleli canavarlar da mevcut. Ve bulması zor ama artan sayılarda gözlemlenen orta boy kütleli kara delikler var.

Buna karşın henüz bulamadığımız şey, gezegenlere, uydulara ya da asteroitlere benzer kütlede olan gerçekten küçük kara delikler. Bu gök cisimleri, kara delik kadar yoğun bir nesneye çökmek için yeterince kütleye ve dolayısıyla kütleçekimine sahip değiller. Öte yandan, teorik bağlamda küçük kara deliklerin oluşmasının bir yolu mevcut.

HAWKING TARAFINDAN ÖNGÖRÜLMÜŞTÜ

Stephen Hawking tarafından 1970’lerde geliştirilen ve o dönemden beridir farklı bilim insanları tarafından genişletilen teoriye bakılırsa, bu çok küçük kara delikler, Büyük Patlama’dan sonra geçen ilk saniye içinde ya da buna yakın bir zamanda, evrendeki madde hâlâ sıcak ve ekstra yoğun parçaçıkların kaçınılmaz biçimde uzay-zaman parçalarına çökebileceği derecede yoğunken oluşmuş olabilir.

Eğer var olmuşlarsa, bu ‘ilkel’ kara deliklerin nereye gittikleri hâlâ bilinmiyor; bununla birlikte, evrende var olan karanlık maddeye atfettiğimiz fazladan kütleçekimine dair derli toplu bir açıklama olabilirlerdi. Kimi bilim insanları, onların nötron yıldızlarının çekirdeklerinde oturup garip bir kozmik tenya gibi yıldızı kemirebileceklerini düşünüyor.

Bellinger ve meslektaşları, bir nötron yıldızı gibi ölü bir yıldız kalıntısında değil, Güneş gibi canlı ve fokurdayan, ana dizi bir yıldızda ‘endoparazitik’ bir kara deliğin bulunma ihtimalini araştırmak istedi. Hawking, Güneş’in içinde ilkel bir kara deliğin saklanıyor olabileceğini savunmuştu. Öteki bilim insanları teorik incelemeler gerçekleştirdi ve ilkel bir kara deliğin bir yıldızı içeriden dışarı doğru yutabileceğini ortaya çıkardı.

Bellinger ve araştırma ekibi, yaptıkları incelemeler kapsamında, bir yıldızın kütlesine sahip ilkel bir kara deliğin çevresinde oluşan ve 0,8 ilâ 100 Güneş kütlesi arasında kalan bir yıldıza ne olacağını hesapladı. Bununla birlikte, ilk defa çekirdeklerinde saklanan ilkel kara deliklere sahip Güneş benzeri yıldızların tam sayısal evrimsel simülasyonlarını gerçekleştirdiler. Araştırmacılar, en küçük kara deliklerin büyümekte zorlandığını keşfetti. Kara deliğin yıldızı tüketmesi milyarlarca yıl alacaktır.

DEĞİŞEN ROLLER

Ne var ki bir cüce gezegenin kütlesine sahip bir kara delik, bundan çok daha obur olur. Güneş benzeri bir yıldızın çekirdeğini tüketmeye başlayacak, çevresinde dönen malzemeyse aşırı düzeylerde ışık ve ısı üretmeye başlayan bir disk haline gelecektir.

Bir milyar yıl içinde füzyon artık yıldıza güç vermeyecek, bunun yerine, kara deliğin çevresinde dönen yığılma diski bu yıldıza güç sağlayacaktır. Yıldızın bütün ışığı - belki de ironik bir şekilde- kara delik tarafından üretilecektir. Araştırmacılar, bu varsayımsal yıldız türüne ‘Hawking yıldızı’ ismini verdi.

Bir Hawking yıldızı, birkaç temel farkla normal bir yıldıza fazlasıyla benzer biçimde davranacaktır. Dış katmanları, tıpkı Güneş ömrünün sonundayken füzyon tükenmeye başladığında olması beklendiği gibi, kırmızı bir dev haline gelecektir. Buna karşın sıcaklık, böyle bir yıldızın sahip olmasını beklediğimizden daha soğuk olacaktır. İlgi çekici bir şekilde, Samanyolu’nda bir süre önce anormal derecede soğuk olan kırmızı dev yıldızlar keşfettik. Onlara ‘kırmızı avare yıldızlar’ adı verildi.

Araştırmacılar, bir kara delik makinesinin izlerini aramak için bu yıldızları inceleyebileceğimizi belirtiyor. Kara delik birikiminin yıldızın içinde füzyonunkinden farklı akustik şablonlar yaratması beklenir; bu durum, yıldızın yüzey parlaklığında gerçekleşen küçük değişimler sayesinde tespit edilebilir. Bu parlaklık değişimlerinin neye benzediği şimdilik bilinmiyor. Araştırmacılar, bu meseleyi daha sonraki bir makalede ele almayı amaçlıyor.

Araştırmacılar, “Bu, buna benzer nesneleri keşfetme ya da sayılarına ve kara delik içerme oranlarına bir çerçeve çizme imkânı tanıyor” diyerek şu değerlendirmede bulundu: “Daha ileri evrimsel aşamalarda olan yıldızlara ilişkin çıkarımlar, farklı kütle ve metalikliğe sahip olan yıldızlar hakkında sayısal sonuçlar ve yıldız topluluklarına ilişkin araştırmalar, sonraki yıllarda gerçekleştirilecek incelemelerde de araştırılacak.”

Araştırma makalesi Astrophysical Journal dergisinde yayınlandı.

Yazının orijinali Science Alert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)