DEMET İLCE / MUHABİR
Erken evrende dev bir kara deliği nasıl inşa edersiniz?
James Webb Uzay Teleskobu (JWST) ile yapılan çok sayıda gözlem, genç evrenin inanılmaz derecede büyük kara deliklerle dolu olduğuna dair kesin kanıtlar ortaya çıkardı. Gökbilimciler kara delikleri doğrudan göremeseler de, süper kütleli kara delikler tarafından desteklenen ultra parlak nesneler olan kuasarları gözlemliyorlar. Malzeme böylesine dev bir kara deliğin üzerine düştüğünde, sıkışıp ısınarak muazzam miktarda enerji açığa çıkar. Gerçekten de kuasarlar, aynı anda binlerce galaksiyi gölgede bırakabilecek ve milyonlarca yıl dayanabilen, tüm evrendeki en güçlü motorlardır.
Gökbilimciler bu dev kozmik deniz fenerlerini, yıldız ve galaksi oluşumunun ilk zamanları da dahil olmak üzere evrenin her yerinden görebilirler. Bilinen en eski kuasar, evrenimizin yalnızca birkaç yüz milyon yaşında olduğu dönemde vardı. Eski kuasarların varlığı, süper kütleli kara deliklerin de var olması gerektiği anlamına gelir; ancak bu fikir, galaksilerin büyümesine ilişkin mevcut anlayışımız açısından bir zorluk teşkil etmektedir. Bildiğimiz kadarıyla kara delik oluşturmanın tek yolu büyük yıldızların ölmesinden geçiyor. Ancak bunlar arkalarında Güneş'in yalnızca birkaç katı kütleye sahip kara delikler bırakıyor. Bir kuasar oluşturabilmek için kara deliğin kütlesinin Güneş'in en az birkaç milyon katı olması gerekir.
Ancak kuasarlar kozmik kayıtlarda o kadar erken ortaya çıkıyor ki, ilk yıldızların doğup ölmesi ve daha sonra kalan kara deliklerin birleşerek süper kütleli duruma gelmek üzere gaz biriktirmesine izin vermek için yeterli zaman yok.
UCLA ve Tokyo Üniversitesi'ndeki gökbilimcilerden oluşan bir ekip, bu bilmeceyi çözmek için belki de küçük kara deliklerin bu sürece yardımcı olduğunu öne sürüyor. Araştırmaları arXiv ön baskı veri tabanında yer alıyor ancak henüz hakem incelemesine sunulmadı.
Erken evrende dev kara delikler inşa etmenin olası bir yolu, yıldız oluşumu aşamasını tamamen atlamak ve devasa hidrojen gazı bulutlarının kendi başlarına doğrudan bir kara deliğe dönüşmesine izin vermektir. Devasa bir hidrojen bulutunun çökmesi için onun ısısından kurtulmanız gerekir. Ancak soğuk hidrojenin, serbest hidrojen atomlarından iki atomlu hidrojen moleküllerine dönüşme gibi bir alışkanlığı vardır.
Hidrojen molekülleri radyasyon yayarak kendilerini soğutma konusunda gerçekten çok başarılılar. Geleneksel senaryoda, atomik hidrojen gazı bulutu tek bir kara deliğe çökme şansı bulamadan önce, çok sayıda daha küçük moleküler hidrojen ceplerine bölünür ve bunların her biri çökerek onun yerine bir grup yıldız oluşturur.
İşin püf noktası dev hidrojen bulutunun soğumasını sağlamaktır; ancak her şeyin tek bir süper kütleli kara deliğe dönüşeceği kadar hızlı değil. Yeni çalışma, küçük kara deliklerin kurtarmaya geldiği yerin burası olduğunu öne sürüyor.
Büyük Patlama'nın ilk birkaç saniyesindeki erken evrenin fiziği o kadar yoğundur ki, kozmos doğrudan uzay-zamanın kendisi olan, köpüren ve kaynayan köpükten oluşan, sayısız küçük kara delikleri üretmiş olabilir. Ancak bu küçük kara delikler sonsuza kadar yaşamaz; Hawking radyasyonunun emisyonu yoluyla buharlaşırlar ve büyük olasılıkla bunların sadece küçük bir kısmı günümüze kadar hayatta kalmıştır.
Ancak evrenin bu erken döneminde ilk yıldızlar, galaksiler ve kara delikler çok daha fazla sayıda olabilir. Buharlaştıkça radyasyon yaydılar ve araştırmacılar, bu küçük kara deliklerin, dev bir gaz bulutunun moleküler hidrojen kümelerine parçalanmasını engellemek için doğru miktarda ısı salabildiğini, böylece bulutun yavaş ve istikrarlı bir şekilde tek bir parça halinde çökmesine olanak sağladığını keşfettiler.
Bu sonuç ilginçtir çünkü enerji salınımının daha egzotik biçimlerini veya doğanın yeni güçlerinin eklenmesini gerektirmemektedir. Aynı zamanda nispeten basit fiziğin bile erken evrende nasıl garip ve alışılmamış şekillerde etkileşime girebileceğini gösteriyor.
Araştırmacılar, modellerinin erken evrendeki dev kara deliklerin doğru miktarda üretilip üretilmediğini görmek ve JWST gibi teleskopların bu fikri doğrulamak için kullanabileceği gözlemsel ipuçları aramak için ön çalışmalarını daha kapsamlı bir simülasyonla takip etmeyi umuyorlar.
