James Webb teleskopu, erken evrendeki obur kara deliği keşfetti

James Webb Uzay Teleskopu kullanılarak yapılan gözlemlerde, astronomlar tarafından evrenin ilk dönemlerinde yaşamış olan ve inanılmaz hızda beslenip büyüyen bir süper kütleli kara delik ortaya çıkarılmıştır. Evrenin oluşumundan sadece 570 milyon yıl sonrasına ait olan bu kara delik, CANUCS-LRD-z8.6 adlı galaksinin çekirdeğinde konumlanmaktadır. Bu bulgu, kozmoloji alanında çalışan bilim insanlarının kara delikler ve galaksiler hakkında sahip oldukları temel bilgilere ciddi bir meydan okuma niteliğindedir.

Küçük Kırmızı Noktalar ve evreni kıran galaksiler

CANUCS-LRD-z8.6 galaksisi, 'Küçük Kırmızı Noktalar' olarak adlandırılan ve erken evrendeki galaksi sınıflandırmasında yer alan bir örnek teşkil etmektedir. Bu galaksiler, 2022 yılından itibaren James Webb Teleskopu tarafından düzenli olarak gözlemlenmeye başlanmıştır. Küçük Kırmızı Noktalar, astronomik araştırmaların merkezinde yer alan ve bilim insanlarını derinden şaşırtan nesnelerdir. Bunun temel sebebi, bu galaksilerin galaksi evriminin bilinen modellerine tamamen uyumsuz görünmeleridir. Galaksiler ile onların merkezindeki süper kütleli kara deliklerin birlikte nasıl evrimleştiğine dair mevcut anlayışımız, bu Küçük Kırmızı Noktaların varlığını açıklamakta yetersiz kalmaktadır. Bu durum, bazı araştırmacıların bu galaksileri 'evreni kıran' nesneler olarak nitelendirmesine neden olmuştur.

Küçük Kırmızı Noktaların bilim insanlarını bu denli şaşırtan nedeni, onların içerdikleri yıldız kütlelerinin veya barındırdıkları kara delik kütlelerinin, bu kadar küçük ve erken dönem galaksilerinde bulunması beklenen değerleri önemli ölçüde aşmasıdır. Bir taraftan bu galaksiler, içerdikleri yıldızların kütlesi açısından beklentileri aşan yoğunluğa sahiptir. Diğer taraftan ise, barındırdıkları süper kütleli kara deliklerin boyutları, böylesine küçük bir galakside yer alması teorik olarak mümkün olmayan seviyelere ulaşmaktadır.

James Webb'in NIRSpec aracı ile yapılan keşif

CANUCS-LRD-z8.6'daki hızla beslenip büyüyen süper kütleli kara deliğin keşfi, James Webb Uzay Teleskopu'nun Yakın-Kızılötesi Spektrografı (NIRSpec) adlı gelişmiş cihazı tarafından gerçekleştirilmiştir. Bu cihaz, çok zayıf ışık sinyallerini algılayabilme ve spektral özellikleri yüksek hassasiyetle tespit edebilme yeteneğine sahiptir. Yapılan bu keşif, Küçük Kırmızı Noktalar hakkında uzun süredir devam eden merak ve sorulara bilim insanlarını sonunda cevaplara ulaştırabilecek niteliktedir.

Slovenya'daki Ljubljana Üniversitesi FMF'den araştırma ekibinin lideri Roberta Tripodi, bu keşfin önemini vurgulayan bir açıklamada şunları belirtmiştir: 'Bu keşif gerçekten olağanüstü niteliktedir. Büyük Patlama'dan 600 milyon yıldan daha kısa bir zaman diliminin ardından bir galaksi gözlemledik ve bu galaksi sadece bir süper kütleli kara deliğe ev sahipliği yapmakla kalmıyor, aynı zamanda bu kara delik hızla büyümektedir. Bu büyüme hızı, bu kadar erken bir kozmik dönemde böylesine bir galakside bekleyeceğimizden çok daha yüksektir.' Tripodi, bu bulguların erken evrendeki kara delik ve galaksi oluşum süreçlerine dair mevcut anlayışımıza ciddi bir meydan okuma oluşturduğunu ve bu nesnelerin nasıl ortaya çıktığına ilişkin yeni araştırma yollarının açılmasını sağladığını vurgulamıştır.

Spektral analiz ve kara deliğin parmak izi

CANUCS işbirliği çerçevesinde yürütülen araştırmalarda, Tripodi ve ekip üyeleri CANUCS-LRD-z8.6'dan gelen ve yaklaşık 13,2 milyar yıldır Dünya'ya seyahat eden ışığın spektrumunu detaylı biçimde analiz etmişlerdir. Bu spektral analiz, erken galaksinin kompakt merkezi bölgesinin çevresinde hızla dönen ve yüksek oranda iyonize olmuş gazın bulunduğunu ortaya çıkarmıştır. Bu gaz yapısı, beslenip yığılan bir kara deliğin açık ve net bir parmak izi niteliğindedir. Kara delikler çevresindeki materyali çekerek beslenirken, bu süreçte muazzam enerji açığa çıkar ve gaz iyonize olur.