James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından keşfedilen gizemli “kırmızı noktaların” konumuyla eşleşen bir X-ışını sinyalinin bulunması, bu yapıların “kara delik yıldızları” olduğu teorisini güçlendirmiştir. Bu yapılar, içinde büyüyen devasa bir kara deliğin varlığıyla enerjiye sahip olan, büyük ve yoğun gaz kütleleridir.
Kırmızı noktalar, JWST tarafından yapılan en önemli kozmolojik keşiflerden biri olabilir ve hatta 1998’de yapılan keşfiden sonraki en önemli keşif olabilir. Eğer bunlar astronomların düşündüğü gibi ise, hem kara deliklerin oluşumunda, hem de etraflarında oluşan galaksilerin oluşumunda kritik bir rol oynayacaklardır.
Yeni keşfedilen “X-ışını noktası”, JWST’nin kırmızı noktaları içeren gökyüzü bölgelerinin gözlemlerinin, NASA’nın arşivlenmiş verileriyle karşılaştırılmasıyla tespit edilmiştir. Bu çalışma, Nature Communications dergisinde yayınlanan dikkat çekici bir çalışmanın sonuçlarına dayanmaktadır.
Chandra X-ışını Gözlemevi, gökyüzünde milyonlarca X-ışını kaynağı tespit etmiştir, ancak bu kaynağın önemi, konumunun JWST tarafından gözlemlenen kırmızı bir nokta ile aynı olduğu fark edildiğinde ortaya çıkmıştır. Katalog numarası 3DHST-AEGIS-12014 olan bu kaynak, olağanüstü enerji seviyelerine sahiptir ve bu özelliği, aktif galaksilerde görülen kara deliklerin yaydığı X-ışınlarına benzerlik göstermektedir. Aktif galaksiler genellikle galaksi birleşmeleri sonucu oluşan gazın, kara deliğe doğru çekilmesiyle oluşur.
Kırmızı noktalar, en fazla birkaç yüz ışık yılı çapında olan kompakt yapılardır. Ayrıca çok kırmızıdırlar, bu da onların oldukça soğuk olduklarını gösterir. Harvard Üniversitesi’nden Anna de Graaf liderliğindeki yakın tarihli bir çalışmada, bu yapıların içinde su buharının varlığı tespit edilmiştir. Bu durum, kırmızı noktaların 1.700 ile 3.700 santigrat derece (3.092 ila 6.692 Fahrenheit) arasındaki sıcaklıklara sahip olduğunu gösterir. Bu sıcaklıklar, yıldızlara kıyasla soğuktur, ancak yine de çoğu yıldızdan daha sıcaktır.
Ayrıca, kırmızı noktalar çok uzak yapılardır ve yaklaşık 12 milyar yıl önce var oldukları tahmin edilmektedir. JWST tarafından elde edilen fotometrik ölçümler, bu yapının 11,8 milyar yıl önce olduğu gibi gözlemlendiğini göstermektedir.
Kırmızı noktaların keşfi, aynı zamanda JWST’nin birincil bilimsel hedeflerinden biri olan, devasa kara deliklerin ve etraflarında oluşan galaksilerin kökenlerini anlamaya yönelik çabalara katkıda bulunmaktadır. Dev bir gaz bulutunun içindeki büyüyen bir kara deliğin yediği maddeyle oluştuğu düşünülmektedir.
Devasa kara deliklerin nasıl oluştuğu, astronomların uzun zamandır çözmeye çalıştığı bir sorudur. Daha küçük kütleli yıldızların patlamalarıyla oluşan daha küçük kara delikler birleşerek mi yoksa devasa gaz bulutlarının çökmesiyle mi oluşurlar?
Kırmızı noktaların, kara deliğin içinden dışarı doğru maddeyi tüketerek büyüdüğü düşünülen, büyük bir gaz bulutu olduğu düşünülmektedir. Gaz bulutu, kara deliğin etrafındaki maddenin dönmesiyle oluşan ısı ve enerjiden dolayı parlar ve ayrıca, kara delikten kaçan yüklü parçacıkların oluşturduğu manyetik jetler de bu parlaklığa katkıda bulunur.
Kırmızı noktalar henüz devasa kara deliklerin oluşumunun en önemli kanıtı olmasa da, bu hipotezi güçlü bir şekilde desteklemektedir. Chandra’nın yeni keşfi, bu hipotezi daha da güçlendirmektedir.
“Farklı özelliklere sahip bir kırmızı nokta bulmak, onların nasıl enerji aldığını anlamamız için önemli bilgiler sağlar,” diyor de Graaf.
Peki, 3DHST-AEGIS-12014’ten neden X-ışınları geliyor? Teorinin öne sürdüğü şey, bu yapının, bir kırmızı nokta içinde büyüyen kara deliğin ve “çıplak” devasa kara deliklerin geçiş döneminde olmasıdır. Bir kırmızı nokta içindeki kara delik, gaz bulutunu içeriden dışarı doğru tüketerek, gaz bulutunda delikler oluşturur. Bu delikler, astronomların içinde olduğunu düşündükleri kara deliğe bir pencere görevi görür ve X-ışınlarının uzaya kaçmasına olanak tanır.
Ayrıca, uzak mesafelerdeki zayıf X-ışını sinyalinin, gaz bulutunun dönmesiyle farklı pencerelerin görüş alanına girmesiyle değişebileceği düşünülmektedir. Bu durum, yapının içindeki kara deliğin daha fazla madde tüketerek büyüdüğünü ve bu da X-ışını emisyonunda değişikliklere yol açabileceğini gösterir.
Chandra’nın X-ışını kaynağının gerçek kimliği henüz kesin olarak belirlenmemiştir; bir başka olasılık, bunun egzotik bir sıcak toz türünün etrafında bulunan bir devasa kara delik olmasıdır. Ancak, bu tür bir toz daha önce hiç gözlemlenmediği için bu senaryo pek olası değildir.
“Eğer X-ışını noktasının geçici bir kırmızı nokta olduğunu doğrularsak, sadece ilk örneğini bulmamıza değil, aynı zamanda bir kırmızı noktanın içindeki kara deliğe ilk kez bakma fırsatı elde ederiz,” diyor Princeton Üniversitesi’nden Hanpu Liu. “Ayrıca, kırmızı nokta popülasyonunun merkezinde devasa kara deliklerin büyümesinin yattığını gösteren en güçlü kanıtı da elde etmiş oluruz.”
Bu hipotez doğrulandığında, kırmızı noktalar, galaksilerin ve devasa kara deliklerinin nasıl oluştuğunu anlamak için önemli bir parça haline gelecek ve astronomların kendi galaksimiz gibi diğer galaksilerin erken dönemlerini anlamalarına yardımcı olacaktır. Bu, astronomların uzun zamandır hayalini kurduğu bir şeydir.
Araştırma sonuçları, Nature Communications dergisinde yayınlanmıştır.
