Yıldız kara delikler, hayatlarının sonlarında devasa yıldızların çökmesiyle oluşur ve genellikle Güneş'in kütlesinin 3 ila 50 katı arasında bir ağırlığa sahiptir. Bir yıldız yakıtını tükettiğinde süpernova şeklinde patlar ve geride ışıktan bile kaçışın mümkün olmadığı, inanılmaz derecede yoğun bir bölge bırakır.
Buna karşılık, ilkel kara delikler teorik nesnelerdir ve evrenin çok erken dönemlerinde, Büyük Patlama'dan bir saniyeden kısa bir süre sonra aşırı yoğun bölgelerden oluşmuş olabilecekleri düşünülmektedir. Yıldız kara deliklerinin aksine, çok daha hafif olabilirler ve evrenin büyük ölçüde hidrojen ve helyumdan oluştuğu zamanlardan kalma antik kalıntılardır.
Kara delikler genellikle çevrelerindeki her şeyi tüketmeleriyle bilinirken, fizikçiler uzun süredir hayatlarının sonunda Hawking radyasyonu adı verilen bir süreçle patladıklarını teorize etmektedir. Daha önce, bilim insanları bu tür patlamaların yalnızca her 100.000 yılda bir meydana geldiğine inanıyordu. Ancak, Physical Review Letters dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma, bu olağanüstü olaya beklenenden çok daha erken tanık olabileceğimizini öne sürüyor.
Massachusetts Üniversitesi'nden bir lisans öğrencisi olan Aidan Symons, "Önümüzdeki 10 yıl içinde patlayan bir kara delik görme ihtimalimizin %90'a kadar olduğuna inanıyoruz. Anahtar nokta şu ki, mevcut uzay ve yer tabanlı teleskop filomuz böyle bir patlamayı tespit edebilecek kapasiteye sahip," dedi.
Patlaması en muhtemel kara delikler, genellikle aklımıza gelen devasa yıldız kalıntıları değil, ilkel kara deliklerdir (PBH'ler). Fizikçi Stephen Hawking'in 1970'lerde gösterdiği gibi, bir kara delik ne kadar hafif olursa, o kadar ısınır ve Hawking radyasyonu yoluyla o kadar fazla parçacık yayar. PBH'ler buharlaştıkça, giderek daha hafif ve dolayısıyla daha sıcak hale gelirler, kaçınılmaz bir patlamaya yol açan bir kaçış süreciyle daha fazla radyasyon yayarlar.
Bu önemli gelişme, araştırmacı ekibin kara deliklerin elektriksel özellikleriyle ilgili uzun süredir devam eden varsayımları sorgulamaya başlamasıyla yaşandı. Standart kara deliklerin elektrik yükü olmamasına rağmen, ekip ilkel kara deliklerin, "karanlık elektronlar" adını verdikleri varsayımsal ağır parçacıkları içeren küçük bir elektrik yüküyle oluşması durumunda ne olabileceğini araştırdı.
Karanlık elektron, normal elektrona kıyasla çok daha ağır bir versiyonu gibidir, ancak sıradan elektromanyetizma yerine karanlık elektromanyetik kuvvetler aracılığıyla etkileşime girer. Karanlık-QED (Kuantum Elektrodinamiği) olarak adlandırılan teorik modellerde, bu parçacıklar karanlık elektrik yükü taşır ve karanlık fotonlar aracılığıyla etkileşime girer, potansiyel olarak kara deliklerin etrafındaki maddenin davranışını etkiler.
Araştırma ekibi, ilkel kara deliklerin elektriksel özelliklerine ilişkin farklı bir varsayımda bulundu. Modellerinin, bir ilkel kara deliğin küçük bir karanlık elektrik yüküyle oluşması durumunda, nihayet patlamadan önce geçici olarak stabilize olacağını gösterdiğini öne sürüyorlar. Bu stabilizasyon etkisi, bu tür patlamaların gözlemlenme olasılığını, her 100.000 yılda bir olan oranından potansiyel olarak on yılda bir olacak şekilde dramatik bir şekilde artırabilir.
Patlayan bir kara delik sadece muhteşem bir ışık şöleni olmakla kalmayacak, aynı zamanda bilim insanlarına var olan her altatomik parçacığın bir kataloğunu sunacaktır. Bu, elektronlar, kuarklar ve Higgs bozonları gibi zaten keşfettiğimiz parçacıkları değil, aynı zamanda şu anda tespit edilemeyen parçacıkları, hatta belki de karanlık maddeyi de içerecektir.
Ekip, bu on yıl içinde bir patlama meydana geleceğini garanti etmediklerini belirtiyor, ancak yüksek olasılık, hazırlıklı olmamız gerektiği anlamına geliyor. Neyse ki, mevcut teleskop teknolojimiz, patlayan bir ilkel kara delikten gelen Hawking radyasyonunun belirleyici işaretlerini tespit edebilecek kapasiteye zaten sahip. Eğer hesaplamaları doğru çıkarsa, en eski sorularımızdan birine ışık tutabiliriz: Her şey nereden geldi?
