Yeni bir çalışma, evrendeki süper kütleli kara deliklerden daha büyük kütlelerin varlığını tahmin ediyor

Samanyolu galaksisinin merkezine yakın bir yerde gökbilimcilerin Sagittarius A* olarak adlandırdığı devasa bir nesne var. Bu “süper kütleli” kara delik galaksimizle birlikte büyümüş olabilir ve yalnız değildir. Bilim adamları, evrendeki neredeyse tüm büyük galaksilerin kalbinde benzer bir devin yattığına inanıyor.

Colorado Boulder Üniversitesi Astrofizik ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacı olan Joseph Simon, bazılarının gerçekten büyüyebileceğini söyledi.

“Galaksimizin merkezindeki kara delik Güneş’ten milyonlarca kat daha büyük ama Güneş’in milyarlarca katı olduğunu düşündüğümüz başkalarını da görüyoruz” dedi.

Astrofizikçi, kariyerini bu gözlemlenmesi zor nesnelerin davranışlarını incelemeye adadı. Yakın tarihli bir çalışmasında, evrendeki en büyük süper kütleli kara deliklerin kütlelerini tahmin etmek için bilgisayar simülasyonları veya “modeller” kullandı – kara delik kütle işlevi olarak bilinen matematiksel bir kavram.

Başka bir deyişle Simon, bu kara deliklerin her birini devasa bir ölçekte birbiri ardına koyabilirseniz ne bulabileceğinizi belirlemeye çalıştı.

Hesaplamaları, milyarlarca yıl önce karadeliklerin ortalama olarak bilim adamlarının daha önce şüphelendiklerinden çok daha büyük olabileceğini gösteriyor. Bulgular, araştırmacıların daha büyük bir gizemi çözmelerine yardımcı olarak, küçük kara deliklerden bugün oldukları devlere dönüşen Sagittarius A* gibi nesneleri şekillendiren güçleri aydınlatabilir.

Simon, “Evrende çok büyük şeylerin olduğunu çeşitli farklı kaynaklardan görmeye başlıyoruz,” dedi.

Bulgularını 30 Mayıs’ta Astrofizik Dergi Mektupları.

Galaktik Senfoni

Simon için bu “çok hantal şeyler” onun ekmeği ve yağıdır.

Astrofizikçi, Kuzey Amerika Nanohertz Yerçekimi-Dalga Gözlemevi (NANOGrav) adlı ikinci bir araştırma çabasının bir parçası. Projeyle, Simon ve Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada’daki diğer yüzlerce bilim insanı, “yerçekimi dalgası arka planı” olarak bilinen bir fenomeni araştırmak için 15 yıl harcadı. Kavram, neredeyse sabit bir temelde evrende dalgalanan, yerçekimi dalgalarının sürekli akışını veya uzay ve zamandaki dev dalgalanmaları ifade eder.

Bu kozmik momentumun kökenleri de süper kütleli karadeliklerden gelmektedir. Simon, uzayda iki galaksi birbiriyle çarpışırsa, merkezi karadeliklerin de çarpışabileceğini ve hatta birleşebileceğini açıkladı. Bir orkestradaki iki zil gibi birbirlerine çarpmadan önce kendi etraflarında dönerler – yalnızca bu zil, kelimenin tam anlamıyla evrenin dokusunu büken yerçekimi dalgaları üretir.

Bilim adamlarının yerçekimi dalgalarının arka planını anlamak için öncelikle evrendeki süper kütleli karadeliklerin gerçekte ne kadar büyük olduklarını bilmeleri gerekiyor. Simon, daha büyük zillerin daha büyük bir patlama yarattığını ve çok daha fazla yerçekimi dalgası ürettiğini söyledi.

Yalnız bir sorun var!

“Galaksimizin ve yakın galaksilerin süper kütleli kara deliklerinin kütlelerinin iyi ölçümlerine zaten sahibiz” dedi. “Uzak galaksiler için aynı türden ölçümlere sahip değiliz. Sadece tahmin etmemiz gerekiyor.”

Kara delikler yükselişte

Simon, yeni araştırmasında tamamen yeni bir şekilde tahminde bulunmaya karar verdi.

İlk olarak, milyarlarca yıllık yüzbinlerce galaksi hakkında bilgi topladı. (Işık ancak çok hızlı hareket edebilir, bu nedenle insanlar uzak galaksileri gözlemlediklerinde zamanda geriye bakıyorlar.) Simon bu bilgiyi evrendeki en büyük galaksilerin yaklaşık karadelik kütlelerini hesaplamak için kullandı. Daha sonra, bu galaksilerin yaratacağı ve şu anda Dünya’yı yıkayan arka plan yerçekimi dalgalarını simüle etmek için bilgisayar modellerini kullandı.

Simon’ın bulguları, evrendeki yaklaşık 4 milyar yıl öncesine dayanan tüm süper kütleli kara delik kütlelerini ortaya koyuyor. Ayrıca garip bir şey fark etti: Milyarlarca yıl önce, daha önceki bazı çalışmaların tahmin ettiğinden çok daha fazla büyük galaksi dağılmış gibi görünüyordu. Mantıklı değil.

Simon, “Bu gerçekten büyük sistemleri yalnızca yakın evrende göreceğinize dair bir beklenti vardı” dedi. “Kara deliklerin büyümesi zaman alır.”

Bununla birlikte, araştırması, astrofizikçilerin bir zamanlar inandıkları kadar zamana ihtiyaç duymayabileceklerini öne süren, giderek artan kanıtlara katkıda bulunuyor. Örneğin, NANOGrav ekibi milyarlarca yıl önce evrende gizlenen dev kara deliklerin benzer sinyallerini gördü.

Şimdilik, Simon, Samanyolu’nun ve nihayetinde güneş sistemimizin nasıl ortaya çıktığına dair ipuçlarını ortaya çıkararak zamanda daha da geriye uzanan tüm kara delikleri keşfetmeyi umuyor.

Simon, “Kara deliklerin kütlelerini anlamak, yerçekimi dalgalarının arka planı gibi bu temel sorulardan bazıları için kritik öneme sahip, aynı zamanda galaksilerin nasıl büyüdüğü ve evrenimizin nasıl geliştiği” dedi.