Aralarında Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi (CfA) araştırmacısı Dr. Bülent Kızıltan’ın da yer aldığı araştırma ekibi, Evren’de bugüne dek bilinen iki karadelik sınıfına bir üçüncüsünü ekledi. En son araştırmaya kadar karadelikler ikiye ayrılıyordu. İlk sınıf, kütlesi Güneş’in beş ile onlarca katı arasında değişen yıldız kütleli karadelikler olarak biliniyor. İkinci sınıf ise milyonlar, hatta milyarlarca yıldızın kütlesine sahip olan süper dev karadelikler.
Süper dev karadeliklerin diğer gök cisimleri ile birleşerek veya madde emerek zamanla devasa boyutlara geldiklerine inanılıyor. Buradan yola çıkan gökbilimciler, Evren’in bir yerlerinde ‘orta siklet’ karadelikler bulunabileceğini düşünüyordu. Kızıltan ve meslektaşları, orta siklet karadeliklere ait ilk delili elde etmeyi başardı.
Yıldızların merkezinde saklanıyordu
Türkçe’de ‘Orta Seviyeli/Kütleli kara delikler’ (intermediate-mass black holes-IMBH) olarak çevirebileceğimiz yeni sınıf, 100 ile 10,000 Güneş kütlesine sahip karadelikleri temsil ediyor. Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi (CfA) ve Avustralya’nın Queensland Üniversitesi (UQ) araştırmacıları, kütlesi 2,500 Güneş’e eşit ilk karadeliği tespit etmeyi başardı. Orta siklet ilk karadelik, 47 Tucanae adını taşıyan yıldız kümesinde ortaya çıkarıldı.
Nature dergisinde yayımlanan araştırmanın baş yazarı Bülent Kızıltan, “Orta siklet karadelikleri bulmak istiyoruz çünkü onlar yıldız kütleli ile süper dev karadelikler arasındaki kayıp halkayı temsil ediyor… Bu karadelikler bugün galaksilerin merkezlerinde gördüğümüz canavarlara dönüşen ilkel tohumlar olabilir” ifadesini kullandı.
Samanlıkta iğne bulmaktan beter
Dünya’dan yaklaşık 15,000 ışık yılı mesafede yer alan Tucanae 47 (NGC 103), geçmişte merkezinde karadelik olup olmadığını görmek için teleskoplar ile taranmıştı. Ancak geleneksel yöntemlere dayanan gözlemler kesin sonuçlar vermekten uzak kaldı. Karadelikler görünür ışığı yuttuğu için onları tespit etmenin temel yolu çevrelerinde yer alan ve süper sıcak materyal saçan materyal diskinden yayılan X-ışınlarını gözlemlemekten geçiyor. Bu disk, karadelik yıldızları veya nebulaları yuttukça ısınarak uzay boşluğuna olağanüstü miktarlarda enerji ve ısı saçıyor. Ancak çevresinde gaz kütlesi bulunmayan bir karadeliği tespit etmek bir o kadar zorlaşıyor. Tucanae 47’de geçerli olan bu durum, olası bir karadeliği doğal olarak görünmez kılıyordu.
Karadelikleri tespit etmenin en yaygın ikinci yöntemi, yörüngelerindeki yıldızlar üzerinde oluşturdukları kütleçekim dalgalarını tespit etmek. Yine Tucanae 47 için geçerli olan bir diğer sorun, sadece 120 ışık yılı genişliğindeki yıldız kümesinde milyonlarca yıldızın sıkış tıkış (kozmik ölçekte) olması. Bu yüzden, yıldızların bireysel hareketlerini gözlemlemek bir o kadar zor oluyor (Samanyolu’nun genişliği 100,000 ışık yılı).
Kızıltan ve meslektaşları, mevcut şartlar altında yıldızların hareketlerini bireysel olarak takip etmek yerine tümünü tek parça olarak gözlemledi. Yıldız kümesinin yoğunluğundan dolayı, ağır yıldızların merkeze doğru hareket edeceği biliniyordu. Merkeze yaklaştıkça, orada saklı olan bir karadelik yıldızların hızını artıracaktı. Bilgisayar modellerini görünür ışıkla yapılan gözlemlerle karşılaştıran gökbilimciler, simülasyonların gerçek gözlemlerle uyuştuğunu fark etti.
Bilgisayar simülasyonları ile görünür ışıkta yapılan gözlemlerin uyuşmasının ardından, pulsar sinyalleri ike yeni karadeliğin varlığı doğrulandı.
Pulsar sinyalleri karadeliğin varlığını doğruladı
UQ araştırmacısı Holger Baumgardt, “Yıldız kümesinin merkezinde yer alan IMBH, çanağı karıştıran kozmik bir kaşık gibi faaliyet gösteriyor. Etkisiyle yakınındaki yıldızların yüksek hızlarda büyük mesafeler almasını sağlayan bir sapan görevi görüyor. Böylece gökbilimciler tarafından güç de olsa algılabilen bir mesaj bırakıyor” dedi.
47 Tucanae’nin merkezindeki IMBH’ye ait ek deliller, yıldız kümesindeki pulsarlardan geliyor (nötron yıldızlarının kendi eksen hareketleri esnasında yaydığı nabız benzeri sinyaller). Bir orta siklet kara deliğin varlığı, etrafındaki gök cisimleriin yıldız kümesinin köşelerine saçmaya devam edecek. Ancak eğer 47 Tucanae merkezinde bir IMBH olmasaydı, yıldızlar merkeze yakın bölgedeki konumlarını koruyacaktı (Hareketleri birçok yıldız gibi binlerce, milyonlarca yıla yayılan hızda olacaktı). Gökbilimciler, pulsar izlerini IMBH’nin onları itmesini beklediği konumda tespit etti.
47 Tucanae’nin merkezindeki orta siklet karadelik keşfi ile Evren’de bir tanecik bilinmeyen daha karanlıktan gün yüzüne çıktı. Gökbilimcilerin bu noktadan sonra çok sayıda IMBH keşfedeceği şüphesiz.
Dr. Bülent Kızıltan ile geçmişte birçok haber imza atmış ve kendisinden esrarengiz yıldız KIC 8462852 için de yorum almıştım. AJT için yaptığımız röportaja da göz atabilirsiniz: