Dünya’ya 12,9 milyar ışık yılı uzaklıktaki blazarın keşfi erken evrende süper kütleli kara delikler ve dolayısıyla galaksi oluşumuna dair yeni bilgiler ortaya koyuyor.
Bilim insanları, şimdiye kadar gözlemlenen en uzak ve en eski blazarı keşfetti. J0410–0139 şeklinde adlandırılan bu blazar, Dünya’dan yaklaşık 12,9 milyar ışık yılı uzaklıkta bir galaksinin merkezinde yer alıyor. Bu keşif, evrenin yaklaşık 800 milyon yaşında olduğu döneme dair ipuçları sunuyor.
Bu keşif, evrenin erken dönemine dair kabul gören modellemeleri zorluyor. Özellikle de süper kütleli kara deliklerin ne kadar büyük olabileceği, ne kadar hızlı büyüyebileceği ve ne kadar yaygın olabileceği konusunda yeni sorular gündeme getiriyor. ABD Ulusal Bilim Vakfı’nın (NSF) çeşitli gözlem tesisleri, Chandra X-ışını Gözlemevi ve Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi’nden (ALMA) elde edilen verilerle yürütülen çalışmanın sonuçları Aralık 2024’te Nature Astronomy dergisinde yayınlandı.
Kara delikler, uzayın en gizemli ve etkileyici cisimlerinden biri olarak biliniyor. Kara deliklerin çekim kuvveti o kadar güçlü ki ışık dahil hiçbir şey onlardan kaçamıyor. Bu çekim gücü, kara deliklerin merkezinde bulunan yoğun kütleli bir bölgeden, yani tekillikten kaynaklanıyor. Kara delikler, genellikle büyük yıldızların ölümüyle oluşuyor, ancak galaksilerin merkezlerinde bulunan süper kütleli kara delikler, milyarlarca Güneş’in kütlesine eşit büyüklükte olabilir.
Kara delikler, çevrelerindeki maddeleri çekerek beslendiğinde, etraflarında bir disk oluşturuyor. Bu diske “yığılma diski” deniyor. Kara deliklerin manyetik alanları ve dönme hareketi, yığılma diskindeki maddenin yoğun enerji akımları olarak (jet) uzaya dağılmasına/fırlatılmasına neden oluyor. Jetler, ışık hızına yakın bir hızda genellikle kara deliğin kutuplarından dışarı fışkırıyor.
Jetlerin bulunduğu bu aktif bölgeye “aktif galaktik çekirdek” ya da kısaca AGN adı veriliyor. AGN’ler, galaksinin en parlak bölgesi olarak biliniyor. Eğer bu jetler Dünya’ya yönelmiş durumdaysa, bu nesneye “blazar” adı veriliyor.
Blazarlar, kara deliklerin en uç ve çarpıcı hallerinini görülmesine olanak tanıyor. Jetin yönü sayesinde bilim insanları, galaksinin merkezindeki kara deliğin yakın çevresini gözlemleyebiliyor ve evrenin ilk dönemlerine dair bilgiler elde edebiliyor. NSF Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi Program Direktörü Dr. Joe Pesce, yürüttükleri yeni çalışmaya göre erken evrendeki süper kütleli kara deliklerinin beklenenden farklı davrandığını belirtiyor. Dr. Joe Pesce NSF’ye verdiği demeçte sözlerine “Bu gözlemler, süper kütleli kara delik oluşumunu düşündüğümüz kadar iyi anlamadığımızı ortaya koyuyor. Ancak bu aynı zamanda heyecan verici, çünkü çözmemiz gereken yeni bir gizemle karşı karşıyayız,” şeklinde devam ediyor.
Araştırmacılar, J0410–0139 gibi bir blazarın keşfinin, erken evrendeki süper kütleli kara deliklerin sanıldığından daha hızlı büyüyebileceğini veya boyutlarının daha büyük olabileceğini öne sürüyor. Çalışmanın yazarlarından Silvia Belladitta, bu keşfi “Bir tane bulduysanız, yüz tane daha vardır,” diyerek özetliyor. Bulgular, evrenin ilk dönemlerinde süper kütleli kara deliklerin beklenenden daha yaygın olabileceğine işaret ediyor.
Kara deliklerin evrenin erken döneminde bilinenden daha yaygın olması, evrenin ilk birkaç yüz milyon yılında düşündüğümüzden daha fazla sayıda ve daha büyük kara delik oluştuğunu gösteriyor. Bu durum, kara deliklerin maddenin büyük miktarını çok hızlı bir şekilde yutmuş olabileceğini veya başlangıçta düşündüğümüzden çok daha büyük kütlelere sahip “tohum” kara deliklerin var olmuş olabileceğini işaret ediyor. Ayrıca, kara deliklerin galaksilerin merkezinde bulunduğu ve onların evriminde kritik bir rol oynadığı göz önüne alındığında, bu keşif, erken evrende galaksilerin nasıl oluşup geliştiğine dair bildiklerimizi sorgulamamıza neden oluyor. Süper kütleli kara deliklerin yaydığı yoğun enerji, çevresindeki gazları ve yıldız oluşum süreçlerini etkileyerek o dönemdeki galaksilerin yapısını şekillendirmiş olabilir. Dolayısıyla, bu keşif yalnızca kara deliklerin büyüme mekanizmalarını değil, aynı zamanda evrenin ilk dönemindeki madde ve enerji dağılımının da yeniden değerlendirilmesini gerektiriyor.
Kaynak: U.S. National Science Foundation
