Evrenin başlangıcında tespit edilen minik bir kırmızı ışık kümesi, devasa bir kara delik oluşum yolunun ilk doğrudan kanıtı olabilir.
Cambridge Üniversitesi'nden astrofizikçi Ignas Juodžbalis liderliğindeki uluslararası bir ekip, Büyük Patlama'dan sadece 600 milyon yıl sonra, Yeniden İyonlaşma Çağı'nda JWST tarafından gözlemlenen gizemli 'Küçük Kırmızı Noktalar'dan (LRD'ler) birinin kütlesini doğrudan ölçtü.
Ekibin sonuçları, QSO1 olarak adlandırılan bu gizemli ışık kümesinin, Güneş'in 50 milyon katı kütleye sahip bir kara delik olabileceğini gösteriyor. Eğer bu bulgu doğrulanırsa, bu durum Büyük Patlama'dan sonraki ilk anlarda oluşan ilkel kara deliklerin varlığına işaret edebilir.
Araştırmacılar, ön baskı olarak arXiv'de yayımlanan bir makalede, böylesine erken bir kozmik çağda yüksek kütleye sahip olunmasının, kara delik ve yıldız kütlesi oranının olağanüstü yüksekliğinin ve çevresindeki neredeyse saf ortamın, QSO1'in yığılma sürecinin en erken aşamalarında yakalanmış devasa bir kara delik tohumu olduğunu belirtti. Bu durum, belirli bir modele bakılmaksızın bu gözlemleri destekliyor.
Her zaman JWST gibi şimdiye kadar yapılmış en güçlü uzay teleskobunun, Büyük Patlama'dan sonraki ilk milyar yıla dair bilmediğimiz birçok şeyi ortaya çıkaracağını düşünüyorduk. LRD'ler de bu bilinmeyenlerden biri. Adından da anlaşılacağı gibi, bunlar Yeniden İyonlaşma Çağı'ndaki aşırı kırmızıya kaymış ışığın küçük noktalarıdır. Bu dönem, ilk yıldızların ve galaksilerin ışığının, erken Evreni dolduran opak sisi temizleyerek ışığın serbestçe akmasını sağladığı bir milyar yıllık süreçtir.
Evrenin bu dönemi uzay-zamanda bizden çok uzakta ve puslu olduğu için, sınırının ötesini görmek zordur. Bilim insanlarının, ilk yıldızların, galaksilerin ve kara deliklerin ilkel karanlıktan nasıl bir araya geldiğine dair bazı iyi açıklamaları olsa da, gözlemsel destek bulmak biraz daha zorlayıcı oldu.
Erken Evren'deki nesnelerden gelen ışık, Evren'in devam eden genişlemesi sayesinde elektromanyetik spektrumun kırmızı ucuna doğru gerilmiş veya kırmızıya kaymıştır. JWST, bu dalga boylarındaki ışığı görecek şekilde tasarlandığından, her şeyin nasıl başladığını anlamaya çalışmak için elimizdeki en iyi araçtır.
Teleskop yüzlerce LRD tespit etti ve bilim insanları bunların ne olduğundan tam olarak emin değiller. Erken kara delikler olabilirler, ancak kara delikler genellikle X-ışını ışığı ile birlikte bulunur ve LRD'lerin etrafındaki gökyüzü merak uyandırıcı derecede bu ışıktan yoksundur. Başka bir düşünce ekolü ise bunların yıldız kümeleri olabileceğini öne sürüyor.
Juodžbalis ve meslektaşları, bu kümelere daha yakından bakmak için QSO1'i bir aday olarak seçti. Bunun nedeni, QSO1'in kütleçekimsel mercek olarak bilinen ilginç, rastgele bir kozmolojik düzenlemenin parçası olmasıdır. Uzay-zaman, bizimle QSO1 arasında yer alan devasa bir galaksi kümesi etrafında bükülerek, QSO1'in ışığı da dahil olmak üzere arkasındaki ışığı büyütüyor. Bu güçlü mercekleme etkisi sayesinde bilim insanları, diğer LRD'lerden çok daha net bir şekilde QSO1'i görebiliyor.
Merceklenen ışığı dikkatlice ayırıp analiz ederek, nesnenin dönüş eğrisini hesaplayabildiler. Bu, galaksiler için söz konusu galaksinin ve merkezindeki kara deliğin kütlesini ortaya çıkaran bir ölçümdür.
Araştırmacılara göre sonuçları, LRD'lerin yıldız kümesi yorumuyla uyumlu değil. Aksine, QSO1'in dönüş eğrisi, Güneş'in yaklaşık 50 milyon katı kütleli bir kütle etrafında dönen bir galaksi ile uyumludur. Bu yorum, nesnenin spektrumundaki hidrojen çizgilerinden elde edilen kara delik kütlesi tahminleriyle de uyum sağlıyor.
Ancak kara deliğin etrafındaki galaksi, kara deliğin kütlesi için beklenenden çok daha küçüktür, bu da kara deliği şimdiye kadar görülen en çıplak devasa kara delik yapar. Bu, erken Evrende galaksilerin nasıl bir araya geldiğine dair bir ipucu olabilir; kara deliklerin önce geldiğini ve galaksilerin etraflarında toplandığını düşündürüyor.
Araştırmacılar, makalelerinde bu tür bir sistemi açıklayabilecek tek senaryoların, doğrudan çökme kara delikleri (DCBH'ler, devasa saf bulutların doğrudan çökmesinden kaynaklanan) veya ilkel kara delikler (PBH'ler, Büyük Patlama'dan sonraki ilk saniyede oluşan) gibi 'ağır tohumları' içeren senaryolar olduğunu belirtiyorlar.
Her iki senaryo da daha fazla inceleme gerektirecektir. Bir yandan, DCBH'ler QSO1'de görülmeyen ultraviyole ışığı ile birlikte olacaktır. Diğer yandan, PBH'ler 50 milyon Güneş kütlesinden önemli ölçüde daha küçüktür. Ancak, nesnenin hem birikim hem de çarpışma süreçleri yoluyla hızlı büyümenin bir ürünü olması mümkündür ve bu da QSO1'i potansiyel olarak ilkel kara deliklerin varlığına dair ilk doğrudan kanıt haline getirir.
Makalenin hakemli değerlendirme sürecini tamamlaması gerekiyor ve bu oldukça olağanüstü bir iddia, bu nedenle bu araştırma hattının nasıl gelişeceğini görmek için bekleyeceğiz. Ancak sonuç ne olursa olsun, LRD'lerin Evren'in doğumu hakkında bize gerçekten büyüleyici bir şeyler söyleyeceğinden eminiz.
