Kara deliklerin yörüngesinde de gezegenler oluşabilir

Astronomy Magazine

Süper kütleli kara delikler, evrendeki en heyecan verici ve kafa karıştırıcı nesneler arasındadır. Bunlar, galaksilerin büyük kısmının, hatta belki de tümünün merkezinde bulunan, devasa kütlelere sahip nesnelerdir. Aslında, tüm galaksilerin tohumu da olabilirler.

‘İMKÂNSIZIN’ ÇEPERİNDE DOĞANLAR

Süper kütleli kara delikler Güneş’in sahip olduğu kütlenin en az yüz bin katı kadardır. Çoğu zaman büyük miktarlarda enerji yayan kalın gaz bulutlarıyla çevrili olurlar. Bu durumda, bu kara deliklere ‘aktif galaktik çekirdekler’ adı verilir. Bu bulutların ve onların merak uyandıran merkezi sakinlerinin özelliklerini keşfetmek, astrofizikçiler için sonu gelmeyen bir çaba demektir.

Şimdiyse, araştırmacıların göz önünde bulundurması gereken ve süper kütleli kara delikler etrafında bulunan devasa büyüklükteki toz ve gaz bulutlarında gezegenlerin oluşabileceği gibi yeni ve merak uyandıran bir olgu söz konusu. Geçtiğimiz yıl, Japonya'daki Kagoshima Üniversitesi’nde görev yapan Keichi Wada ve birkaç meslektaşı, belli koşullar altında bu bulutlarda gezegenlerin oluşması gerektiğini ortaya koydu. Bu kara delik gezegenleri, ya da ekibin deyimiyle ‘Blanetler’*, bir geleneksel gezegenlerden epey farklı olacak ve astronomların hayal edebilmeleri için tamamen yeni bir nesne sınıfı ortaya koyma ihtimalini artıracaktır.

GEZEGEN OLUŞUM DİSKİ

Gezegen oluşumuna dair genel olarak kabul gören teori, genç yıldızların etrafındaki gaz ve tozun ilkel gezegen diskinde meydana geldiği doğrultusundadır. Toz parçacıkları çarpışırken, yıldızın yörüngesinde daha fazla tozu süpüren daha büyük kümeler meydana getirmek üzere birbirlerine yapışırlar. Neticede, bu toz kümeleri bir gezegen haline gelecek kadar büyürler.

Wada ve meslektaşları, benzer bir sürecin süper kütleli kara deliklerin etrafında da gerçekleştiğini ifade ediyorlar. Bunlar, genç yıldızların etrafındaki ilkel gezegen oluşum diskleriyle benzerlikler taşıyan büyük toz ve gaz bulutlarıyla çevrilidir. Bulut kara deliğin yörüngesinde dönerken toz parçacıkları çarpışmalı, birbirine yapışmalı ve nihayetinde Blanet’leri meydana getirecek daha büyük kümeler oluşturmalıdır.

Bu sürecin ölçeği geleneksel gezegen oluşumuna göre çok daha büyüktür. Süper kütleli kara delikler devasadır, Güneş’in kütlesinin en az yüz bin katına sahiptirler. Fakat buz parçacıkları, yalnızca uçucu bileşiklerin yoğunlaşmasına yetecek kadar soğuk olan yerlerde oluşabilir.

Bu sürecin, kara deliğin kendisinden yaklaşık 100 trilyon kilometre uzakta ve tamamlanması yaklaşık bir milyon yıl süren bir yörüngede gerçekleştiği anlaşılıyor. Yani, Blanet’lerin doğum günleri ‘az’ ile ‘çok uzak’ arasında bir yerlerde olmalı!

Ekip daha sonra bu nesnelerin ne kadar büyüyebileceğini de hesapladı. Önemli bir sınırlama, buluttaki toz parçacıklarının göreli hızıydı. Yavaş hareket eden parçacıklar çarpışabilir ve birbirine yapışabilir ama hızlı hareket eden parçacıklar yüksek hızlı çarpışmalarda sürekli parçalanırlar. Wada ve meslektaşları, bu kritik önemdeki hızın saniyede yaklaşık 80 metreden daha az olması gerektiğini hesapladılar.

Bununla birlikte, çarpışma oranı belki de yüz milyon yıl olduğu düşünülen aktif bir galaktik çekirdeğin ömrü boyunca Blanet’ler oluşmasına yetecek kadar yüksek olmalıdır. Bu, Blanet oluşumunu tetikleyen başka bir etken olmadığı sürece, Blanet’lerin oluşabileceği küçük bir alan parametresi bırakır.

Ekibin şu anki çalışmalarının odak noktası da tam olarak böyle bir etken: Radyasyonun toz bulutu üzerinde yarattığı etki. Aktif durumdaki bir galaktik çekirdeğin radyasyonu, toz parçacıklarını kara delikten uzaklaştırarak Blanet oluşumunu sağlayan kesintisiz bir taze materyal rüzgârı yaratacaktır.

AKTİF GALAKTİK ÇEKİRDEK

Wada ve meslektaşlarının söylediği kadarıyla, bunun önemli bir etkisi var. Bu koşullar altında Blanet’ler daha hızlı büyür ve Dünya’nın kütlesinin 3 bin katına kadar çıkabilirler

(bunun da ötesinde, kahverengi cüceler oluşturacak kadar büyüyebilirler). Bu toz rüzgarı olmasaydı, Blanet’ler Dünya’nın kütlesinin altı katından daha fazla büyüyemezlerdi. Wada ve arkadaşları, “Elde ettiğimiz sonuçlar, yaşamları boyunca görece düşük bir parlaklığa sahip aktif galaktik çekirdeklerin yörüngesinde Blanet’lerin oluşabileceğini gösteriyor” diyor.

Bu nesnelerin nasıl olacağı ise yanıt bekleyen bir soru. Wada ve arkadaşları, bunların Jüpiter veya Neptün gibi gaz devleri olamayacağını dile getiriyorlar. “Bir Blanet’i saran gaz örtüsü, Blanet’in kütlesine kıyasla ihmal edilebilir derecede küçük olmalı” diyorlar. Ve bunlar Dünya’ya pek de benzemezlerdi. Ekip, “Blanet’ler, standart Dünya tipi gezegenlerden olağanüstü derecede farklılar” diye ekliyorlar.

Şimdilik, çalışma tamamen teorik ve bir Blanet gözlemleme olasılığı pek yüksek görünmüyor. Bize en yakın aktif galaktik çekirdek olan ‘Centaurus A’ (tr. Erboğa A), Dünya’dan 11 milyon ışık yılı uzaktadır ve şu anda yalnızca birkaç bin ışık yılı mesafeye ulaşabilen öte gezegen aramalarının kapsamının çok uzağındadır.

Fakat eğer Blanet’ler mevcutsa, bir sonraki soru yaşamı destekleyip desteklemeyecekleridir. Bu soru, tam olarak, bir kara deliğin yörüngesindeki potansiyel olarak yaşanabilir bir gezegeni konu edinen ‘Yıldızlararası’ adlı filmin gösterime girmesinden sonra ortaya atıldı. Sorunun yanıtı, muhtemelen yaşama elverişli olmadığı yönünde; ancak bu yanıt, astronomların arayışlarından vaz geçmesi için bir neden değil.

*Bilim insanlarının İngilizce ‘Black Hole (Kara Delik)’ ve ‘Planet (Gezegen)’ sözcüklerini kullanarak türettiği yeni bir terim. (ç.n.)

Yazının aslı Astronomy sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)