Galaksiler mi önce vardı yoksa kara delikler mi?

James Webb Uzay Teleskobu’ndan alınan verilere göre kara delikler yeni yıldızlara hayat vermiş olabilir.

Kara deliklerin evreni nasıl şekillendirdiğine yönelik kuramları altüst eden bulgular, kara deliklerin ilk yıldız ve galaksiler ortaya çıktıktan sonra oluştuklarını söyleyen klasik görüşe de meydan okuyor. Kara delikler, 13,8 milyar yaşındaki evrenin çok kısa süren ilk 50 milyon yıllık döneminde yeni yıldızların doğuşunu önemli ölçüde hızlandırmış olabilir.

KARA DELİKLER 50 MİLYON YILLIK SÜREYİ HIZLANDIRMIŞ OLABİLİR

Populer Science Türkçe'de yer alan bilgilere göre Johns Hopkins Üniversitesi ve Sorbonne Üniversitesi Astrofizik Enstitüsünde çalışan fizik ve gökbilim profesörü, baş makale yazarı Joseph Silk, “Bu canavar kara deliklerin kendi galaksimiz yakınındaki galaksilerin merkezlerinde bulunduğunu biliyoruz fakat asıl şaşırtıcı olan şey, bunların evrenin başlangıcında da mevcut olmaları ve ilk galaksiler için neredeyse birer yapı taşı veya tohum niteliği taşımaları” diyor. “Dev birer yıldız oluşturma amplifikatörü gibi davranan bu yapılar gerçekten de her şeyi desteklemişler. Daha önce böyle bir şeyin mümkün olduğunu düşünmezdik; hatta o kadar ki, galaksilerin nasıl oluştuğuna dair bildiklerimizi bütünüyle sarsabilir.”

Çalışma Astrophysical Journal Letters bülteninde yayınlandı.

Webb üzerinden görüntülenen ve evrenin çok erken zamanlarından görünen uzak galaksiler, Silk’in aktardığına göre bilim insanlarının tahmin ettiğinden çok daha parlak duruyor ve olağanüstü miktarda genç yıldız ile süperkütleli kara delik içeriyor.

Geleneksel görüşe göre kara delikler, süperkütleli yıldızlar çöktükten sonra oluşmuş ve evrenin ilk zamanlarındaki o karanlık boşluk, ilk yıldızlardan sonra oluşan galaksilerle aydınlanmış. Fakat Silk’in araştırma takımının yürüttüğü analiz, kara delik ve galaksilerin ilk 100 milyon yılda beraber var olduğunu ve birbirlerinin kaderini etkilediğini akla getiriyor. Silk evrenin bütün tarihi 12 aylık bir takvim olsaydı, bu yılların Ocak ayının ilk günleri gibi olacağını söylüyor.

“Kara deliklerden dışarı akan maddelerin gaz bulutlarını sıkıştırdığını ve bunları yıldızlara dönüştürüp, yıldız oluşum hızını büyük ölçüde artırdığını iddia ediyoruz” diyor Silk. “Diğer türlü bu parlak galaksilerin nereden geldiğini anlamak çok zor çünkü evrenin ilk dönemlerinde genellikle daha küçükler. Nasıl oluyor da bu kadar hızlı yıldız oluşturabiliyorlar?”

Kara deliklerin olduğu bölgelerde kütleçekim o kadar güçlü ki, ışık dahil hiçbir şey çekim etkilerinden kaçamıyor. Bu güç yüzünden, şiddetli fırtınalar meydana getiren kuvvetli manyetik alanlar oluşturduklarını ve çalkantılı plazma çıkarıp, nihayetinde devasa birer parçacık hızlandırıcı gibi davrandıklarını söylüyor Silk. Söz konusu süreç muhtemelen Webb’in algılayıcılarının, bu gibi kara delik ve parlak galaksileri bilim insanlarının beklediğinden daha fazla tespit etmesine sebep oldu.

“Bu şiddetli rüzgar veya jetleri çok uzakta pek göremiyoruz fakat var olmaları gerektiğini biliyoruz çünkü evrenin ilk zamanlarında pek çok kara delik görüyoruz” diye açıklıyor Sink. “Kara deliklerden gelen bu devasa rüzgarlar, civardaki gaz bulutlarını sıkıştırıyor ve onları yıldızlara dönüştürüyor. Bu ilk galaksilerin neden tahmin ettiğimizden çok daha parlak olduğunu açıklayan kayıp halka da bu.”

Silk’in takımı, genç evrenin iki aşamadan geçtiğini tahmin ediyor. İlk aşamada, kara deliklerden çıkan hızlı madde akımları yıldız oluşumunu hızlandırdı ve daha sonraki ikinci aşamada ise bu dışa doğru akıntılar yavaşladı. Büyük patlamadan birkaç yüz yıl sonra, süperkütleli kara deliklerin manyetik fırtınaları sebebiyle gaz bulutları çökmüş ve milyarlarca yıl sonra normal galaksilerde gözlenen hızlardan çok daha yüksek hızlarda yeni yıldızlar oluştu. Bu kuvvetli dış akıntılar bir tür enerji korunumu haline geçiş yapıp galaksilerde yıldız oluşumunu sağlayan gaz miktarını azalttığından, yıldızların oluşum hızı yavaşladı.

“Başlangıçta, dev bir gaz bulutu çöktüğü zaman galaksilerin oluştuğunu düşünmüştük” diye açıklıyor Silk. “Asıl sürpriz ise o bulutun ortasında bir tohumun; yani büyük bir kara deliğin bulunması ve bulutun iç kısmının, beklediğimizden çok daha yüksek bir hızda yıldızlara dönüşmesine yardımcı olmasıydı. İlk galaksiler bu yüzden inanılmaz derecede parlak görünüyor.”

Araştırma takımı, evrenin ilk zamanlarındaki yıldız ve süperkütleli kara deliklerin daha hassas şekilde sayılmasıyla birlikte Webb ile yapılacak gelecekteki gözlemlerin, hesaplamalarını doğrulamaya yardımcı olmasını umuyor. Silk bu gözlemlerin ayrıca, bilim insanlarının evrenin evrimi hakkında daha fazla ipucuna ulaşmasını sağlamasını bekliyor.

“Asıl soru şu; başlangıcımızda ne vardı? Güneş, Samanyolu galaksisindeki 100 milyar yıldızdan sadece biri ve orta kısımda duran süperkütleli bir kara delik de var. Bu ikisi arasındaki bağlantı ne?” diyor. “Bir yıl içerisinde çok daha iyi bir fikrimiz olacak ve aklımızdaki soruların birçoğu cevap bulmaya başlayacak.”