National Institutes of Natural Sciences
Yeni süper bilgisayar simülasyonları, JWST’nin gizemli Küçük Kırmızı Noktalarının erken evrenden hızla büyüyen kara delikler olabileceğini gösteriyor. Aşırı radyasyon, olağandışı kütleli kara delik tohumlarının oluşmasına yardımcı olmuş olabilir; yoğun çevre gazı ise onların günümüzdeki kara deliklerin büyüyebileceğinden onlarca kat daha hızlı büyümesine izin vermiş olabilir. Simüle edilen nesneler Webb tarafından görülen Küçük Kırmızı Noktalara çok benziyor. Bu doğruysa, Büyük Patlama’dan çok kısa süre sonra devasa kara deliklerin nasıl oluştuğu gizemi çözülebilir.
James Webb Uzay Teleskobu’nun ortaya çıkardığı pek çok sürpriz arasında en tuhaf olanlardan biri, Küçük Kırmızı Noktalar olarak bilinen küçük, yoğun kırmızı nesnelerin büyük bir popülasyonu oldu. Gerçek doğaları hâlâ belirsizliğini koruyor. Japonya’nın ATERUI III süper bilgisayarıyla gerçekleştirilen yeni simülasyonlar, bu nesnelerin artık var olmayan erken evren koşullarından yararlanan hızla büyüyen kara delikler olabileceğini öne sürüyor.
Bulgular olağandışı bir fizik veya son derece düşük olasılıklı olaylar gerektirmiyor. Bunun yerine simülasyonlar, kara deliklerin olağanüstü oranlarda büyüyebildiği genç kozmos ortamında Küçük Kırmızı Noktaların doğal olarak ortaya çıkabileceğini gösteriyor.
Erken Evreni Simüle Etmek
Araştırmayı Max Planck Astrofizik Enstitüsü’nden Sunmyon Chon yönetti. Ekip, erken evrenin şimdiye kadar yapılmış en ayrıntılı kozmolojik simülasyonlarından bazılarını gerçekleştirmek için Japonya Ulusal Astronomi Gözlemevi’ndeki ATERUI III süper bilgisayarını kullandı.
Simülasyonlar genç bir galaksinin ölçeğinde başladı ve ardından giderek daha küçük bölgelere odaklandı, sonunda tek tek gaz bulutlarına ulaştı. Bu zorlu yaklaşım, ATERUI III’ün yüksek çözünürlüklü hesaplama gücünü gerektirdi.
Sonuçlar, yakın galaksilerden gelen yoğun uzak-morötesi (FUV) radyasyonun bazı gaz bulutlarının içinde sıradan yıldızların oluşmasını engelleyebileceğini gösteriyor. Birçok küçük yıldıza bölünmek yerine gaz tek bir süper kütleli yıldıza çökebilir.
O devasa yıldız daha sonra çökerek bir kara delik tohumu oluşturabilir.
Kara Delikler Aşırı Hızda Büyüyor
Bu kara delik tohumları oluşunca simülasyonlar onların yoğun gazdan oluşan kalın disklerle çevrelendiğini gösteriyor. Gaz bakımından zengin bu ortamlar radyasyonu hapsediyor ve kara deliklerin günümüz evrenindeki kara deliklerden çok daha verimli şekilde madde tüketmesine izin veriyor.
Bu koşullar altında kara delikler günümüzde mümkün olacağından onlarca kat daha hızlı büyüyebilir.
Bu simüle edilen kara deliklerin özellikleri, James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından gözlemlenen Küçük Kırmızı Noktalar (LRD) ile yakından benzerlik gösteriyor. Bu benzerlik, gizemli kırmızı nesnelerin aşırı hızlı kara delik büyümesinin erken bir evresini temsil edebileceğini düşündürüyor.
Uzun Süredir Devam Eden Bir Kara Delik Gizemi
Astronomlar yıllardır süper kütleli kara deliklerin kozmik tarih boyunca bu kadar erken nasıl ortaya çıktığını açıklamaya çalışıyor. Bu kara deliklerin bazıları Güneş’in milyonlarca hatta milyarlarca katı kütleye sahip; hâlâ Büyük Patlama’dan 600 milyon yıldan daha az bir süre sonra var olabiliyorlardı.
JWST, önceki teleskopların görebileceğinden daha soluk ve daha uzak galaksileri tespit ederek bu bulmacayı çözmeye yardımcı olması bekleniyordu.
Işık sonlu bir hızda hareket ettiği için çok uzak nesneleri gözlemlemek aynı zamanda geçmişe bakmak anlamına gelir. Bir galaksi 11 milyar ışık yılı uzaklıkta ise ışığı Dünya’ya ulaşmadan önce 11 milyar yıl yol kat etmiştir. Dolayısıyla gördüğümüz şey, galaksinin 11 milyar yıl önceki hâlidir. Aynı ilke, ışığı 12 milyar yıl yaşında olan 12 milyar ışık yılı uzaklıktaki bir galaksi için de geçerlidir.
JWST, daha önceki gözlemevlerinden daha derine, daha geriye bakabiliyor ve astronomlara genç evren hakkında eşi görülmemiş bir bakış sunuyor.
Küçük Kırmızı Noktalar Cevabı Verebilir
Erken kara delik büyümesi gizemini hemen çözmek yerine JWST beklenmedik bir şey ortaya çıkardı: araştırmacıların Küçük Kırmızı Noktalar (LRD) adını vermeye başladığı küçük, son derece kırmızı nesnelerin büyük bir popülasyonu.
Yeni simülasyonlar, bu nesnelerin aslında bulmacanın eksik parçası olabileceğini öne sürüyor.
Modele göre bu kara delikleri oluşturmak ve hızla büyütmek için gereken koşullar erken evrende doğal olarak gelişti. Egzotik varsayımlara veya nadir tesadüflere gerek yoktu. Bu durum aynı zamanda Küçük Kırmızı Noktaların JWST gözlemlerinde neden bu kadar yaygın göründüğünü açıklamaya da yardımcı olabilir.
JWST daha fazla LRD bulmaya devam ettikçe ve gelecekteki teleskoplar kozmik tarihin daha da derinlerine baktıkça, bu model astronomlara evrenin en erken kara deliklerinin nasıl oluştuğunu, büyüdüğünü ve kozmosun evrimini nasıl şekillendirdiğini anlamak için değerli bir çerçeve sunabilir.
