Uzayın derinliklerinde, evinden hızla uzaklaşan devasa bir süper kütleli kara deliğin varlığına işaret eden şok dalgaları keşfedildi. Bu, galaksisinden saatte 3.6 milyon kilometre hızla kaçan ilk doğrulanmış "firari" süper kütleli kara deliğin işareti olabilir.
James Webb Uzay Teleskobu (JWST) tarafından yapılan ve henüz hakem denetiminden geçmemiş bu önemli keşif, bilim dünyasında heyecan yarattı. Araştırmanın ön baskısı ArXiv'de yayınlandı ve detayları Astrophysical Journal Letters'a sunuldu. Araştırmanın baş yazarı ve Yale Üniversitesi'nden astronomi ve fizik profesörü Pieter van Dokkum, son yıllarda aday süper kütleli kara delikler üzerine birçok çalışma yayımlamıştı.
Van Dokkum, bu çalışmanın, yaklaşık elli yıllık teori ve araştırmanın ardından, kaçan bir süper kütleli kara deliğin ilk doğrulanmış örneği olduğunu belirtiyor. Van Dokkum, "Bir sonraki adım, daha fazla örnek bulmak olacaktır" dedi.
Yıldız Akıntısı İzleniyor
Aday kara delik, ilk olarak 2023'te van Dokkum'un ekibi tarafından, Hubble Uzay Teleskobu'nun arşiv görüntülerinde fark edilen soluk bir çizgiyle tespit edildi. Bu garip görüntü, ekibi Hawaii'deki Keck Gözlemevi'nden yeni gözlemler yapmaya yönlendirdi.
O dönemdeki gözlemler, kara deliğin 20 milyon Güneş kütlesine sahip olduğunu ve bu tuhaf çizginin, Samanyolu'nun iki katı çapında, 200.000 ışık yılı boyunca uzanan genç yıldızlardan oluşan bir "kuyruk" olduğunu gösterdi. Hubble görüntüsü, evrenin bugünkü yaşının yaklaşık yarısı olduğu bir anı yakalamıştı.
Van Dokkum, "Bu tuhaf nesnenin kaçan bir süper kütleli kara delik olabileceğinden şüpheleniyorduk, ancak "kesin kanıtımız" yoktu" ifadelerini kullandı. Bu nedenle, yeni araştırmaları için ekip, JWST'ye başvurdu. JWST'nin "hassasiyeti ve keskinliği" sayesinde, hızla hareket eden kara deliğin yarattığı şok dalgasını "görebildiklerini" belirtti.
Elde edilen görüntüler ekibi hayran bıraktı.
JWST'nin orta-kızılötesi cihazı, aday kara deliğin kaçışının ön kenarındaki şok dalgasını daha önce görülmemiş bir netlikle ortaya koydu. Van Dokkum, bunu "bir geminin yarattığı dalgalara benzetiyor. Bu durumda gemi zor görülen bir kara delik, ancak önünde ittiği 'suyu' yani hidrojen ve oksijen gazını görebiliyoruz." dedi.
Van Dokkum, "Bu nesne hakkındaki her şey bize gerçekten özel bir şey olduğunu söylüyordu, ancak verilerdeki bu net işareti görmek inanılmaz derecede tatmin ediciydi" diye ekledi.
JWST'nin üstün çözünürlüğünün yanı sıra, van Dokkum çalışmasının, gözlemlerin farklı ışık dalga boylarında Hubble ve Keck verileriyle uyumlu olduğunu gösterdiğini söyledi. Veriler "bulmacanın farklı parçalarını sağlıyor ve teorik modellerin öngördüğü gibi, mükemmel bir şekilde bir araya geliyor."
Süper Kütleli Bir Gizem
Van Dokkum'a göre, bu aday gibi kaçan kara delikleri incelemek, bilim insanlarına galaksilerin ve kara deliklerin nasıl evrimleştiği hakkında daha fazla bilgi sağlıyor. Kendi Samanyolu'muz dahil olmak üzere çoğu büyük galaksi, merkezlerinde süper kütleli kara deliklere sahiptir. Bu kara deliklerin galaktik bağlarından kaçıp kaçamayacağı uzun süredir devam eden bir gizemdir.
Van Dokkum'a göre, bir süper kütleli kara deliğin galaksisinden koparılmasının tek yolu, bu kara deliklerden en az ikisinin birbirine olağanüstü derecede yaklaşması ve yoğun kütleçekimsel etkileşimin birini yerinden "fırlatması"dır.
Yeni araştırma, adayın en az iki, hatta potansiyel olarak üç kara deliğin etkileşimi sonucu ortaya çıktığını öne sürüyor. Her biri en az 10 milyon Güneş kütlesine sahip olan bu kara delikler arasındaki karşılaşmanın şiddetinin "oldukça büyük" olması gerektiğini van Dokkum ifade etti.
Kaçan bir süper kütleli kara delik için bir sonraki nereye bakılacağına gelince, araştırma makalesi "birkaç umut verici adayın" olduğunu belirtiyor, ancak bu sistemlerin yorumlanması zor. Bunlardan biri, Dünya'dan yaklaşık 11 milyar ışık yılı uzakta bulunan "Kozmik Baykuş" olarak bilinen muğlak bir nesne.
Yeni makaleye göre Kozmik Baykuş, her biri galaksinin kalbinde aktif bir süper kütleli kara deliğe sahip iki galaktik merkezin yanı sıra, tuhaf bir şekilde iki galaksi arasındaki bir gaz bulutuna "gömülmüş" üçüncü bir süper kütleli kara deliği içeriyor.
Bu üçüncü kara deliğin gaz bulutuna nasıl ulaştığı tartışma konusudur. Bazı araştırmacılar, kara deliğin ev sahibi galaksilerden birinden kaçan bir kaçak olabileceğini öne sürerken, van Dokkum'un grubu tarafından yapılan JWST gözlemleri bu yorumu sorguluyor. Gözlemleri, yerinden çıkmış kara deliğin, iki galaksi birbirine neredeyse çarpıştığında oluşan şok dalgaları sonucu "yerinde, doğrudan bir çökme yoluyla oluşmasının daha muhtemel" olduğunu gösteriyor.
Bu ve olası kara delik kaçaklarını içerebilecek diğer nesneler üzerinde daha fazla çalışma yapılması gerekiyor. Van Dokkum, JWST'nin aksine tüm gökyüzünü incelemek üzere tasarlanmış olan mevcut Euclid ve gelecek Nancy Grace Roman uzay teleskoplarını umut verici tarama araçları olarak gösterdi. "Bu durumun ne sıklıkta olduğunu bize söyleyecekler; bunu öğrenmek çok isteriz."
