Bilim milyarlarca yıl önceden kalma üç tane kırmızı nokta gördü, şimdi evrenin tarihi belki de baştan yazılıyor

İlk kara deliğin keşfedilmesinden bu yana geçen 50 yılda gökbilimciler, çekim güçleri ışığın bile kaçmasına izin vermeyecek kadar yoğun olan bu nesnelerden milyonlarcasını tespit etti.

Kara delikler, ömrünü tamamlayan yıldızların çöktüğü yerleri kaplar; evrende süzülür ve kendi galaksimiz de dahil olmak üzere çoğu büyük galaksinin merkezinde yer alır. Evrenin her yerine yayılmış olmalarına rağmen, farklı kara delik türlerinin nasıl büyüdüğü ve evrimleştiği hâlâ tam bir muamma.

Max Planck Astrofizik Enstitüsü’nden astrofizikçi Sunmyon Chon bu durumu şöyle özetliyor: “Evrenimizin her yerindeler, ama hâlâ nasıl oluştuklarını tam olarak bilmiyoruz.”

Dr. Chon, Nature dergisinde yayımlanan çalışmasında, erken evrene ait bir simülasyonu açıklıyor. Bu simülasyon, kara delik oluşumunu astronomi dünyasında yeni bir tartışma konusu haline gelen bir olguyla ilişkilendiriyor: “Küçük kırmızı noktalar” (little red dots).

Simülasyon, devasa kara deliklerin erken evrende mevcut olan kaotik madde girdaplarından doğal olarak oluşmuş olabileceğini gösteriyor. Dr. Chon’un ekibi, bu kara deliklerin çevrelerindeki maddeyi hızla yutarken yaydıkları ışığın, gökbilimcilerin bugün gördüğü küçük kırmızı noktalara benzediğini tespit etti.

James Webb Teleskobu ile Gelen Sürpriz

İlk kez James Webb Uzay Teleskobu (JWST) aracılığıyla gözlemlenen ve 2023 tarihli bir makale taslağında adı geçen küçük kırmızı noktalar, Büyük Patlama’dan yaklaşık bir milyar yıl sonrasına tarihlenen kırmızımsı gök cisimleridir. Teleskop fotoğraflarında yalnızca bir piksel kadar yer kaplayacak kadar küçük, ancak bir o kadar da yaygındırlar.

Çalışmada yer almayan Hawaii Üniversitesi’nden gökbilimci Rohan Naidu, “Küçük kırmızı noktalar, James Webb’den çıkan gerçekten büyük bir sürpriz oldu. Teleskobun çektiği neredeyse her bir görüntüde onlarla karşılaşıyorduk” diyor.

Başlangıçta araştırma dünyası bu noktaları nasıl yorumlayacağını bilemedi. Birçok gökbilimci, bunların erken evrendeki son derece devasa galaksilerin parlak çekirdekleri olabileceğini düşündü. Ancak daha fazla gözlem ve çalışma tamamlandıkça, bilim insanlarının çoğu bu noktaların bir tür kara delik olduğu ve kırmızı ışığın içeri çekilen toz bulutlarından kaynaklandığı konusunda hemfikir oldu.

“Kara Delik Yıldızları” mı, Yoksa Evrimin Kayıp Halkası mı?

Yine de araştırmacılar bu noktaların tam olarak ne tür bir kara delik olduğu konusunda henüz ortak bir karara varabilmiş değil.

Kara Delik Yıldızı Teorisi: Dr. Naidu ve araştırma ekibi, bunların tamamen yeni bir olgu olabileceğini öne sürüyor: Parlak bir şekilde yanan hidrojen gazı örtüsüyle kaplanmış ve bu yüzden yıldızları andıran yeni oluşmuş kara delikler. Bu “kara delik yıldızı” açıklaması, noktaların evrende süzülen devasa yetersiz ancak yoğun ışıklarını açıklayabilir.

Gelişim Aşaması Teorisi: Diğer gökbilimciler ise bu noktaların daha tanıdık bir şey olabileceğini düşünüyor. Cambridge Üniversitesi’nden astrofizikçi Roberto Maiolino’nun desteklediği teoriye göre, kırmızı noktalar tipik bir kara deliğin evrimindeki kayıp bir adımı temsil ediyor. Bu adımda parlak toz ve gaz, genç kara delik tarafından hızla emilerek evrenin başlangıcından sadece birkaç yüz milyon yıl sonra devasa kütlelere ulaşmasını sağlıyor.

Çalışmada yer almayan Dr. Maiolino, “Bu senaryoyu çekici buluyorum çünkü bilinen fiziği kullanarak zaten var olduğunu bildiğimiz bir nesne popülasyonunun genişletilmesini sağlıyor” ifadelerini kullanıyor.

Simülasyonlar Ne Gösteriyor?

Araştırmadaki simülasyonlar, Büyük Patlama’dan sonraki ilk bir milyar yıldaki ortamı yeniden yaratmak için bilinen fizik kurallarından yararlanıyor. Araştırmacılar, kara deliklerin içinde bulunduğu büyük ve küçük ölçekli yapıları inşa etmeye odaklanarak karanlık madde parçacıklarının yapısını, erken evrende bulunan metalleri ve gazları, ayrıca farklı maddelerin ısınma, soğuma ve evrimleşme oranlarını modele dahil ettiler.

Simülasyon; doğru koşullar altında, küçük kırmızı noktaların evren başladıktan sonraki ilk bir milyar yıl içinde doğal olarak oluşmuş olabileceğini ve zamanla daha tipik kara deliklere dönüştüğünü gösterdi.

Dr. Chon süreci şöyle anlatıyor: “500.000 yıl civarında küçük kırmızı bir nokta gibi görünüyor, ancak yaklaşık bir milyon yıl kadar sonra etrafındaki gazın büyük kısmı kara delik tarafından emilmiş oluyor.”

Teleskoplar evrenden yeni gözlemler toplamaya devam ettikçe Dr. Chon, modeline ince ayarlar yapmayı hedefliyor. Böylece kara delikler ile küçük kırmızı noktalar arasındaki bağlantıyı daha da netleştirmeyi; kütleçekimsel dalgalar ve çift kara delik sistemleri (birbirlerinin etrafında dönüp sonunda birleşen iki kara delikli sistemler) gibi diğer sıra dışı süreçlere ışık tutmayı umuyor.

Yine de Chon, farklı açıklamalara da açık: “Tüm küçük kırmızı noktaların bizim modellediğimiz şeyden kaynaklandığını iddia etmek istemiyoruz. Pek çok yeni bulgu ortaya çıkıyor ve bu da yeni simülasyonlar için harika bir haber.”