Kara delikler oldukça gizemlidir. Nadiren çevrelerini parlatan olağanüstü beslenme çılgınlıkları yapmadıkları sürece, orada olduklarını anlamak oldukça zordur. Bu durum, galaksimizde kaç tane görünmez yıldız kütleli kara deliğin bulunduğunu tam olarak bilmeyi güçleştirmektedir.
Şimdi ise gökbilimciler, Samanyolu Galaksisi'ni simüle ederek bu gizli "Galaktik Yeraltı Dünyası"nı keşfetti ve galaksimiz boyunca yaklaşık 170 milyon yıldız kütleli kara deliğin dağılmış olabileceğini tahmin etti.
Dahası, bu çalışma, bu kara deliklerin dağılımını, boyutlarını ve onları oluşturan patlamaların nasıl olmuş olabileceğini öngörmektedir. Bu, önümüzdeki gözlemler için bir yol haritası sunarken, bu gözlemler de simülasyonları test edecektir.
Kara delikler, büyük bir yıldızın öldükten sonra geriye kalan kalıntılarıdır. Füzyon yakıtını tüketen yıldız kararsız hale gelir ve patlar. Füzyonun sağladığı dışa doğru basınçla desteklenemeyen yıldızın çekirdeği, ışığın bile kaçamayacağı kadar yoğun bir nesneye çöker.
Bu durum, kendisi için evren hakkındaki bilgilerin birincil kaynağı olan ışık için bir sorun teşkil eder. Bir şeyi herhangi bir dalga boyunda ışıkla göremiyorsak, onu bulmak son derece zordur ve bu türden ne kadar çok nesne olduğunu saymak daha da zordur.
Yıldızların, kara deliklerin ve galaksilerin nasıl evrildiğine dair bilgilerimizi kullanarak bilim insanları, Samanyolu Galaksisi'ni 13.6 milyar yıllık tarihi boyunca simüle edebilirler. Eğer bu simülasyonlar, gözlemlenen gerçekliğe benzer bir galaksi üretirse, bulgularını görünmeyen evrenin olası bir yaklaşımı olarak kabul edebiliriz.
İşte ABD'deki Flatiron Institute'tan astrofizikçi Tom Wagg liderliğindeki bir ekip, galaksideki yıldız kütleli kara deliklerin sayısını tahmin etmek için bunu yaptı.
Sanal Samanyolu'lar oluşturdular, milyarlarca yıllık yıldız oluşumu, yıldız ölümleri, kara delik doğuşları ve galaktik evrimi takip ederek günümüzde kaç tane yıldız kütleli kara deliğin olması gerektiğini tahmin ettiler.
Çalışmaları, yaşam döngüsü boyunca Samanyolu'nun yaklaşık 170 milyon yıldızı ana diziden ve kara deliğin öbür dünyasına uğurlaması gerektiğini gösterdi.
Bu çok fazla gibi görünse de, Samanyolu'nun büyüklüğü göz önüne alındığında aslında çok değil. Ekip, galaktik merkezden Güneş'in uzaklığındaki kara deliklerin dağılımının, her 6.250 kübik parsek (bir parsek 3.26 ışık yılıdır) için bir kara delik olacağını hesapladı; bu, kenarları yaklaşık 18.4 parsek olan bir uzay hacmidir.
Zaman da benzer bir hikaye anlatıyor. Samanyolu'nun 13.6 milyar yıllık tarihi boyunca yayılan 170 milyon kara delik, ortalama olarak yaklaşık 80 yılda bir yeni yıldız kütleli kara deliğe denk geliyor. Ancak gerçekte, galaksinin kara delik "bebek patlaması" çok daha önce, yıldız oluşumunun günümüzden çok daha fazla olduğu zamanlarda gerçekleşti.
Bu nedenle, kozmik arka bahçemizde herhangi bir kara delik saklanıyor olma olasılığımız düşük.
Ancak bu, ekibin bulgularının en az ilginç olanı olabilir.
Daha önceki çalışmaların da gösterdiği gibi, kara delikler genellikle doğdukları yerde kalmazlar. Birçoğu, gökbilimcilerin "doğum tekmelesi" adını verdiği, yeni oluşan nesneyi galaksi boyunca iten eğri büğrü bir süpernova patlamasında doğar.
Nadir durumlarda, tekme Samanyolu'ndan kaçış hızına ulaşacak kadar enerjik olur, ancak çoğu zaman, kara delikler galaksi içinde uzun bir yolculuğa çıkar, bu da yıldız popülasyonundan biraz farklı bir dağılıma yol açar.
Samanyolu'nun ince yıldız diskinin yüksekliği yaklaşık 306 parsektir. Ekip, kara delik diskinin, büyük ölçüde bu doğum tekmeleri nedeniyle, yaklaşık 790 parsek yüksekliğe sahip olduğunu buldu.
Simülasyonlar ayrıca en hafif kara deliklerin galaktik düzlemden en uzağa uçtuğunu öne sürüyor çünkü doğumda en güçlü tekmeleri alıyorlar.
Bunun nedeni, onları oluşturan süpernova patlamalarının daha fazla yıldız malzemesi fırlatması, süpernovanın geri tepmesinin yeni doğan kara deliği daha uzağa göndermesini sağlamasıdır. Buna karşılık, daha ağır kara delikler, kara deliğe geri düşen daha fazla malzeme ile oluşur ve tekmeyi sönümler.
Bu, gelecekteki araştırmaların yalnızca kara delikleri saymayacağı anlamına geliyor. Kara deliklerin kütleleri ve hareketleri, onları yaratan yıldızların nasıl öldüğünü ortaya çıkarabilir ve gökbilimcilerin süpernova patlamaları ve kara delik oluşumu hakkındaki rekabetçi modelleri ayırt etmelerine yardımcı olabilir.
Ve tabii ki, bu araştırmalar Wagg ve ekibinin yaptığı tahminlerle tutarlıysa, bu simülasyonları galaksilerin nasıl evrildiğini anlamak için bir araç olarak doğrulayacaktır.
Yazarların da belirttiği gibi, kara deliklerin günümüzdeki konumları ve hareketleri geçmişlerinin izini korur.
Gelecekteki gözlemler bunu doğrulursa, Samanyolu'nun gizli "Galaktik Yeraltı Dünyası", galaksinin tarihinin beklenmedik bir arşivi haline gelebilir.
