Devasa kara delikler içeren yeni bir gök cismi grubu keşfedildi

Arwen Rimmer

Güneş’in sahip olduğu kütlenin milyonlarca ve hatta milyarlarca katına sahip olan süper kütleli kara delikler, Samanyolu gibi büyük galaksilerin merkezlerinde yer alırlar. Öte yandan, gökbilimciler oraya nasıl geldiklerini henüz bilmiyorlar.

Yine de galaksilerin birleşerek büyüdüğünü biliyorlar. Bu denli büyük kütlelere sahip kara deliklerin nasıl oluştuğuna ilişkin teorilerden biri, çocukluk çağındaki Evren’in, merkezlerinde daha küçük boyutlardaki ‘orta kütleli’ diye anılan (yüz binlerce Güneş kütlesine sahip olan, kısaca IMBH’ler) kara delikleri barındıran cüce galaksilerle dolu olduğunu öne sürer. Zaman geçtikçe bu cüce galaksiler birleşti ya da daha büyük galaksiler tarafından yutuldu; her defasında, çekirdekleri oluşan son galaksinin ortasında bir canavar yaratacak biçimde birleşti.

Ne var ki, yakın zamana dek, cüce galaksilerin yalnızca küçük bir kısmının merkezlerinde devasa boyutlardaki kara deliklere ev sahipliği yaptığı biliniyordu. Bunun sebebi, (‘aktif galaktik çekirdekler’ ya da kısaca AGN diye anılan) aktif biçimde beslenen kara deliklerin çevresindeki parlak yığılma disklerini bulmayı amaçlayan ve cüce galaksilerdeki kara delikleri bulmaya uygun olmayan bilindik kara delik arama tekniklerinin, daha büyük galaksiler ve kara delikler göz önünde bulundurularak geliştirilmiş olması. Bununla birlikte, şimdi, The Astrophysical Journal adlı dergide yayınlanan ve ABD’nin Chapel Hill kentindeki Kuzey Carolina Üniversitesi’nden bilim insanlarının gerçekleştirdiği yakın tarihli bir araştırma, daha da geliştirilmiş bir sınıflandırma şemasının yardımıyla eskiden “gizli” olan bir kara delik grubunu açığa çıkardı.

YENİ BİR BAKIŞ AÇISI

Sheila Kannappan, lisans öğrencileri Ashley Bittner ve Carlynn Ferguson ile birlikte 2014 yılında geleneksel teknikleri kullanarak kara delikler ararken, kara delikleri bulmak için kullanılan üç geleneksel tanı testinin farklı yanıtlar verdiği, kendine has bir cüce galaksi türünü belirledi. Testlerden ikisi bunların AGN olduğunu gösterirken, üçüncüsü yalnızca yıldız oluşumunun var olduğunu söylüyordu.

Kannappan, ”Cüce galaksiler, bileşimlerinde daha ilkeldir ve aşırı miktarda yıldız oluşumu içerirler” diyor. “Ve yıldız oluşumundan ortaya çıkan emisyon ya da parıltı, AGN’den yayılan emisyonla rekabet edebilir ve orada gerçekten de bir AGN olup olmadığını belirlemeyi güçleştirir. Bundan ötürü, devasa boyutlardaki galaksileri bulmak amacıyla tasarlanan testler, onlar üzerinde işe yaramıyor” diye belirtiyor: “Bir AGN’nin mevcut olduğunu tespit edemeyen özel test, cüce galaksilerin pek fazla içermedikleri ‘metaller’ dediğimiz daha yüksek elementlerin miktarına karşı duyarlıdır.”

Hâl böyleyken, Kannappan’ın araştırma grubu bu nitelikleri önceleyen bir test geliştirdi. Çelişkili test sonuçları içeren galaksileri bir kenara atmaktansa, onları yeni bir kategori olarak sınıflandırdı. Bunun ardından, Elon Üniversitesi’nden ekip üyesi Chris Richardson, yeni kategoriye dahil olan galaksiler arasındaki uyuşmaları ve IMBH barındıran bir model cüce galaksinin ortaya çıkışına ilişkin teorik tahminleri gözler önüne seren bilgisayar simülasyonları izledi.

ARTIK SAKLANMAK YOK

Araştırmanın başyazarı olan yüksek lisans öğrencisi Mugdha Polimera, iki ayrı çalışmada, yeni ayıklama tekniğini galaksiler için daha önce yayınlanmış olan ‘RESOLVE’ ve ‘ECO’ adındaki spektroskopik ölçümler üzerinde uyguladı. Bulduğu şey herkesi şaşkına çevirdi.

Cüce galaksilerde mevcudiyeti saptanan aktif kara deliklerin yüzde 80’inden fazlasının daha önce gizlenmiş haldeki bu popülasyonun bir parçası olduğu açığa çıktı; bunlar, [başka teknikler uygulandığında] gözden kaçırılanlardı.

Polimera, git gide büyüyen bu kara deliklerden gelen sinyalleri gerçekten aldıklarını teyit etmek amacıyla “Muhtemel bütün açıklamaların bir listesini gözden geçirdik” diyor. “Aşırı düzeydeki yıldız oluşumu olabilir mi? Başka bir bilinmeyen astrofizik, bir çeşit dağınık gaz oluşumu olabilir mi? Neticede, gördüklerimizin büyük ihtimalle kara deliklerden kaynaklandığı sonucuna ulaştık.”

Bu araştırma, Kannappan ve ekibi için yaklaşık on yıllık bir çabayı simgeliyor. Eğer kullandıkları tekniklerin güvenilir olduğu ispatlanırsa, süper kütleli kara deliklerin cüce galaksilerin IMBH’lerle birleşmesinden doğduğuna ilişkin ilk somut delili bizlere sunabilir.

Çalışmaya dahil olmayan, Edinburgh Üniversitesi’nden Romeel Davé de bu yeni yöntem ve ortaya çıkardığı kara deliklerden oluşan “hazine koleksiyonu” hususunda temkinli bir şekilde iyimser. Davé, “Benim gibi teorisyenler, zekice fikirler üretmekte çok iyiler” diyor. “Yine de bir şeyin doğru olup olmadığını anlamak için gerçek verilere ihtiyaç var. Bu araştırma, bizlere, cüce galaksilerde kaç tane kara deliğin olabileceğine dair ilk gerçek sınırları gösteriyor.”

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