Kırmızı Noktacıklar: Kuarların ve Süper Kütleli Kara Deliklerin Tohumları Olabilir

James Webb Uzay Teleskopu (JWST), gökyüzünün en karanlık bölgelerine ilk kez baktığında, bundan önce hiç görülmemiş kadar sönük ve uzak nesneleri gözlemeyi başardı. Bu gözlemler erken evren hakkında birkaç sürpriz ortaya çıkardı; bunlardan biri de “Kırmızı Noktacıklar” (LRD) olarak adlandırılan nesnelerin keşfiydi.

Kırmızı Noktacıklar, Evren yalnızca bir milyar yaşında iken gözlemlenen kızılımsı, noktasal biçimli nesnelerdir. Gözlemci bilim insanları bunların ne olduğunu bilmiyordu. En bariz yorum, genç ve güçlü aktif kara delikler olması gerektiği yönündeydi; belki de ilk galaksilerin tohumları. Ancak aktif kara delikler kuarlar gibi güçlü radyo ve ışınım (X-ışını) yayarken, Kırmızı Noktacıklar böyle bir yayılım göstermiyor.

Başka bir olasılık ise bunların muazzam büyük öncü yıldızlar olmasıydı. Yalnızca hidrojen ve heliumdan oluşan, son derece parlak yıldızlar. Kırmızı Noktacıkların tayfı, ilk yıldızlara ait modellerle benzerlik gösteriyor; ancak tayflarda güçlü bir dönme Doppler kayması da görülüyor. Nesneler inanılmaz hızlı döner gibi görünüyor ve bu durum ilk yıldızlar için olağandışı sayılır.

Yeni Çalışma: Genç, Aşırı Kütleli Kara Delikler

Nature dergisinde yayımlanan yeni bir çalışma, bu nesnelerin genç ve aşırı kütleli kara delikler olduğunu savunuyor. Araştırma ekibi, erken evrenin bilgisayar benzetimlerini kullandı; genç evren ortamında bir proto-galaksi simüle etti ve bunun galaksinin gelişimini nasıl etkilediğini inceledi.

Bilimsel ekip, yaptıkları gözlemlerden birinde, proto-galaksin içindeki gaz bulutlarının parlak ultraviyole ışığıyla kaplandığını tespit etti. Bu ultraviyole ışınımı, bulutun yıldız beşiğine dönüşmesini engelliyor.

“Gaz bulutları güçlü ultraviyole ışık altında kaldığı için parçalanıp protostellar bulutlara ayrılmıyor; bunun yerine dev gaz bulutları çökerek ilkel bir süper yıldız oluşturuyor ve bu da hızla çöküp bir kara deliğe dönüşüyor.”

Araştırma Ekibi

Aşırı Kütleli Kara Deliklerin Büyüme Mekanizması

Bu kara deliklerin başlangıç kütlesi yaklaşık milyonlarca Güneş kütlesine eşit. Evrenin radyasyonel ortamı, gazın kara deliğe doğru itilmesine yardımcı oluyor; bu da daha fazla maddeyi hızlı şekilde yutabilmesi anlamına geliyor.

Normalde bir kara deliğin ne kadar hızla büyüyebileceği için bir sınır vardır. Madde yuttukça yoğun ısı ve ışık üretir ve bu, içeri düşen materyalin geri itilmesine yol açar. Yerçekimi ile bu geri itme arasındaki denge noktası, Eddington Limiti olarak bilinir.

“Bu durumda ortam radyasyonu, kara deliğin zorla beslenmesine yardımcı oluyor. Süper-Eddington oranında materyal tüketerek büyümesini hızlandırabiliyor.”

Araştırma Ekibi

Tayflarda Güçlü Uyum

Bu aşırı kütleli kara deliklerin benzetimleri, güçlü şekilde Kırmızı Noktacıkların gözlemlenen tayflarıyla uyumlu bir tayfa öngörüyor. Bu model, LRD tayflarının belirli yönlerde kara deliklere, başka yönlerde ise ilkel yıldızlara benzemesini açıklamaya yardımcı oluyor.

Bu çalışma aynı zamanda süper kütleli kara deliklerin Evrende bu kadar erken ortaya çıkmasının da nedenini açıklayabilir. Görünüşe göre Kırmızı Noktacıklar galaksilerin kara deliklerinin ve güçlü kuarların tohumlarıdır.