Rekor hızla büyüyen kara delik 

RACS J0320-35 olarak adlandırılan kara delik, NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi ile gözlemlendi. Büyük Patlama’dan sadece 920 milyon yıl sonra var olduğu hesaplanıyor. Günümüzden 12.8 milyar ışık yılı uzaktaki süper kütleli kara delik, teorik olarak mümkün olduğu düşünülen maksimum büyüme hızından 2,4 kat daha hızlı büyüyor ve her yıl 300 ile 3 bin güneş kütlesine eşdeğer madde yutuyor. 

Kara deliğin teorik olarak mümkün olandan daha hızlı büyüdüğü, cisimden yayılan X-ışını, kızılötesi ve optik radyasyonun analiziyle belirlendi. Süper kütleli canavarın Eddington limitinin 2,4 katı kadar büyüdüğü görülüyor. Eddington limiti, kara deliklerin dışa doğru radyasyon basıncı ve kütle çekim kuvveti arasındaki ilişkiye dayanan, kara deliklerin ne kadar hızlı büyüyebileceğine dair teorik bir tavan.

RACS J0320-35, bir kuasar olarak sınıflandırılıyor. Kuasarlar, merkezlerindeki süper kütleli kara deliklerin çevrelerindeki muazzam miktardaki maddeyi yutmasıyle oluşan, galaksilerden bile daha parlak olabilen aşırı enerjik ve son derece parlak gök cisimlerine deniyor. Bu kara delik, etrafındaki gaz ve tozdan oluşan bir diski (akresyon diski) o kadar büyük bir hızla yutuyor ki, inanılmaz miktarda radyasyon, özellikle de X-ışınları yayıyor. 

Eddington limiti nedir?

Kara deliklerin büyüme hızı teorik olarak bir üst limite sahip ve buna Eddington limiti deniyor. Bu limit, bir kara deliğe düşen maddenin ısınarak yaydığı yoğun radyasyonun, daha fazla maddenin içe düşmesini engelleyecek bir dışa doğru basınç oluşturması prensibine dayanır. Yani, kara delik ne kadar hızlı beslenirse o kadar parlak olur ve bu parlaklık bir noktada daha fazla beslenmeyi durdurur. Bu, kara deliğin büyümesine doğal bir fren mekanizması oluşturur.

Öte yandan, Chandra’dan alınan X-ışını verileri, RACS J0320-35’te durumun farklı olduğunu gösteriyor. Kara deliğin, Eddington limitinin 2,4 katı bir hızla, saniyeler içinde düşünülebilecek bir sürede büyüdüğü hesaplandı. 

Bu keşfin asıl önemi, evrenin erken dönemlerindeki dev kara deliklerle ilgili çözülmemiş bir bilmeceye ışık tutma potansiyelinde yatıyor. Astronomlar, evren şu anki yaşının sadece on beşte biri kadar gençken nasıl olup da bir milyar güneş kütlesi gibi devasa boyutlara ulaşabildiklerini uzun süredir merak ediyordu. 

Eğer bir kara delik Eddington limitinden daha yavaş büyüyorsa, Büyük Patlama’dan sonraki bir milyar yıl içinde bir milyar güneş kütlesine ulaşabilmesi için doğuştan yaklaşık 10 bin güneş kütlesi gibi olağanüstü bir kütleye sahip olması gerekirdi. Bu, helyumdan daha ağır elementlerin alışılmadık derecede düşük miktarlarda bulunduğu devasa bir gaz bulutunun doğrudan çökmesi gibi egzotik ve nadir bir süreçle açıklanabilir.

RACS J0320-35’in gözlemlenen yüksek büyüme hızı, onun daha geleneksel bir yolla, büyük bir yıldızın çöküşüyle oluşan 100 güneş kütlesinden daha düşük bir kütleyle doğmuş olabileceğini gösteriyor. Ancak sürekli ve aşırı hızlı bir beslenme sayesinde kısa sürede devasa boyutlara ulaşmış olabilir. 

Bir diğer ilginç bulgu ise, bu kara deliğin ışık hızına yakın bir hızda dışarıya madde püskürten jetlere sahip olması. Kuasarların sadece yaklaşık yüzde 10’u bu kadar güçlü jetler oluşturabilir. Araştırmacılar, kara deliğin bu olağanüstü büyüme hızının, bu jetlerin oluşumuna katkıda bulunuyor olabileceğini düşünüyor. 

Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezi’nin öncülüğündeki çalışma Astrophysical Journal Letters dergisinde yayınlandı. 

Kaynak: Phys.org