James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından bulunan gizemli ‘küçük kırmızı noktalardan’ birinin konumuyla örtüşen bir X-ışını sinyalinin keşfi, noktaların ‘siyah’ olduğu teorisini güçlendirdi delik yıldızları – içlerinde büyüyen süper kütleli bir kara deliğin varlığıyla enerji kazanan devasa, yoğun gaz kümeleri.

Küçük kırmızı noktalar, JWST tarafından şu ana kadar yapılan en büyük kozmolojik keşif olabilir ve muhtemelen 1998’deki keşiften bu yana en önemlisidir. Eğer gökbilimcilerin düşündükleri gibiyseler, o zaman sadece onların değil, aynı zamanda etraflarında büyüyenlerin oluşumunda da önemli bir kayıp halka görevi göreceklerdir.

Yeni keşfedilen “X-ışını noktası”, gökyüzünde küçük kırmızı noktalar içeren bir alana ilişkin gözlemler, NASA’nın aynı alandaki arşiv gözlemleriyle karşılaştırıldığında tanındı.

Chandra, gökyüzünde milyonlarca X-ışını kaynağı tespit etti, ancak 3DHST-AEGIS-12014 (AEGIS, Tüm Dalga Boyu Genişletilmiş Groth Strip Uluslararası Araştırması anlamına gelir) olarak kataloglanan bunun önemi, ancak JWST tarafından görülen küçük kırmızı noktayla tamamen aynı konumda olduğunun fark edilmesiyle ortaya çıktı. X-ışını kaynağı, son derece aktif bir galaksiye ev sahipliği yapan galaksiler olan X-ışını enerjisinden farklı olmayan bir enerji taşır; bu genellikle galaksilerin birleşmesi sonucu gazın karıştırılması ve bu malzemenin kara deliğe doğru düşmesine neden olur.

Küçük kırmızı noktalar kompakttır ve en fazla birkaç yüz tanedir. Ayrıca çok kırmızılar, yani oldukça soğuklar; Harvard’dan Anna de Graaf tarafından yürütülen yakın tarihli bir araştırma, içlerinde su buharı tespit etti; bunun varlığı bize küçük kırmızı noktaların ne kadar soğuk olması gerektiğini, 3.092 ila 6.692 Fahrenheit (1.700 ila 3.700 santigrat derece) aralığında olduğunu gösteriyor. Bu bize sıcak geliyor ama bizim yıldızlarımızdan ve aslında en az kütleli olanlar dışında çoğu yıldızdan daha soğuk.

Ayrıca, küçük kırmızı noktalar çok uzak nesnelerdir ve 12 milyar yıl önce, hatta daha da eski bir zamanda var olduğu ölçülmektedir. 3DHST-AEGIS-12014’ün fotometrik ölçümleri bize bu şaşırtıcı nesneyi 11,8 milyar yıl önceki haliyle gördüğümüzü söylüyor.

Küçük kırmızı noktaların keşfi, JWST’nin temel bilim hedeflerinden biri olan süper kütleli kara deliklerin ve etraflarında toplanan galaksilerin kökenlerinin izini sürmek potansiyelini de yerine getiriyor.

Süper kütleli kara deliklerin nasıl doğduğu, gökbilimcilerin kafasını karıştıran bir gizem olmuştur. Patlamalarda oluşan daha küçük yıldız kütleli kara deliklerin birbirleriyle birleşmesi sonucu aşağıdan yukarıya doğru mu oluşuyorlar? Yoksa yukarıdan aşağıya, içinde yüzbinlerce, hatta milyonlarca kat daha fazla gaz barındıran devasa bir gaz bulutunun çökmesiyle mi oluşuyorlar?

Küçük kırmızı noktaların, buluttan beslenen, onu içten dışa doğru yiyen, içlerinde gelişen süper kütleli bir kara deliği gizleyen devasa gaz bulutları olduğu düşünülüyor. Gaz bulutu, kara deliğin etrafında dönen malzemeden yayılan ısı ve enerjiden ve kara deliğin ağzından kaçabilen yüklü parçacıkların manyetik olarak yönlendirilmiş jetleri yoluyla parlıyor.

Küçük kırmızı noktalar, süper kütleli kara deliklerin yukarıdan aşağıya doğru bir süreçle oluştuğuna dair henüz kesin bir kanıt olmasa da, bunu güçlü bir şekilde gösteriyorlar. Chandra’nın yeni keşfi bu hipotezi daha da güçlendiriyor.

Eğer Hviding’in ekibi haklıysa, bu, X-ışınlarında parlayan ilk küçük kırmızı noktadır. Kuasarların kalbindekiler gibi sıradan büyüyen süper kütleli kara delikler, kara deliğe doğru düşerken milyonlarca dereceye kadar ısıtılan maddeden X ışınlarında parlıyor. Bununla birlikte, küçük bir kırmızı noktadaki çevredeki gaz, X-ışınlarını uzaya kaçmadan önce emecektir, dolayısıyla normalde X-ışınlarında parlayan küçük bir kırmızı noktayı göremeyiz. Bu, 3DHST-AEGIS-12014’ü farklı bir şey olarak işaretler.

De Graaf, “Diğerlerinden farklı görünen küçük bir kırmızı nokta bulmak, onlara neyin güç verebileceği konusunda bize önemli yeni bilgiler veriyor” dedi.

Peki neden aniden 3DHST-AEGIS-12014’ten gelen X-ışınlarını görebiliyoruz? Hipotez, bunun küçük bir kırmızı noktadaki süper kütleli bir kara deliğin doğuşu ile aktif galaksilerin merkezinde daha da büyüdüğünü gördüğümüz “çıplak” süper kütleli kara deliklerin arasında bir geçiş nesnesi olduğu yönündedir. Küçük bir kırmızı noktanın içinde kara delik, bulutu içten dışa doğru tüketerek büyüyor ve bu da sonunda bulutta, küçük kırmızı noktanın kalbine ve gökbilimcilerin orada gizlendiğini düşündüğü süper kütleli kara deliğe açılan pencere görevi gören deliklere yol açıyor. X ışınları bu pencerelerden kaçıyor.

Ayrıca, X-ışını sinyali bu kadar uzak mesafelerde zayıf olsa da Chandra gözlemleri 3DHST-AEGIS-12014’ün X-ışını parlaklığının muhtemelen değişebileceğini gösteriyor. Bu, devasa gaz bulutunun dönmesi ve bazıları büyük, bazıları daha küçük olan farklı pencerelerin görüş alanına girmesiyle gerçekleşecektir.

Chandra’nın JWST’nin küçük kırmızı noktalarından birinin X-ışını karşılığının gerçek kimliği henüz belirlenmedi; Dış olasılıklardan biri, egzotik bir sıcak toz biçimiyle çevrelenmiş süper kütleli bir kara delik olabileceğidir. Ancak böyle bir toz daha önce hiç görülmemişti ve bu da bu senaryoyu pek mümkün kılmıyordu.

Princeton Üniversitesi’nden Hanpu Liu, “X-ışını noktasının geçiş halindeki küçük bir kırmızı nokta olduğunu doğrularsak, bu sadece türünün ilk örneği olmakla kalmayacak, aynı zamanda küçük bir kırmızı noktanın kalbini de ilk kez görüyor olabiliriz” dedi. “Aynı zamanda süper kütleli kara deliklerin büyümesinin, küçük kırmızı nokta popülasyonunun hepsinin olmasa da bir kısmının merkezinde olduğuna dair en güçlü kanıta sahip olacağız.”

Bu hipotez doğrulanırsa, o zaman küçük kırmızı noktalar, galaksilerin ve onların süper kütleli kara deliklerinin nasıl oluştuğunu gösteren yapbozun önemli bir parçası haline gelecek ve gökbilimcilerin bizimki gibi galaksilerin erken tarihini anlamalarına olanak tanıyacak; bizimkinin ötesinde başka galaksilerin var olduğundan beri gökbilimcilerin hayali.

Araştırma Mart ayında yayınlandı.

Kaynak: space