Karanlık madde araştırmalarında bilim insanları birçoğumuzun milyon yıl aklına gelmeyecek bir yere daha bakıyor: Yıldızların çekirdekleri.
Astronomi dünyasında son yıllarda öne çıkan tartışmalardan bir tanesi, Güneş benzeri yıldızların içerisinde onları içten içe yiyen küçük kara delikler olabileceği. Kozmosun ilk zamanlarında oluştuğu düşünülen bu kara delikler bir şekilde yıldızların içerisinde kozmik yaşamlarına devam etmeyi başarmış olabilir.
Max Planck Enstitüsü ve Yale Üniversitesi’nden astrofizikçi Earl Bellinger’in 2023 başında yayımladığı bir makale, yıldızların çekirdeklerinde saklı parazit kara deliklerin milyarlarca yıldır materyal yiyerek yaşamlarına devam ediyor olabileceğini öne sürdü. Araştırma, olası parazit kara deliklerin yıldızlar üzerinde nasıl bir etkisi olabileceği ve onları nasıl fark edebileceğimize yönelik ilk bilimsel makalelerden birini temsil ediyor.
Bellinger ve meslektaşlarına göre, parazit kara delikler sanıldığından çok daha uzun bir yaşam süresine sahip olabilir. Yoğunluğu düşük kara delikler bir yıldızın evrim sürecinde neredeyse hiç etki yapmayacakken, daha büyük olanlar yuttukları materyal ile bu süreci daha farklı etkileyebilir. Araştırmaya göre, içlerinde kara delik bulunan yıldızlar tamamen kendilerine özgü bir iç yapıya sahip oluyorlar ve bu yıldızları astro-sismoloji sayesinde keşfetmemiz mümkün.
Haliyle astronomi dünyası için bugüne dek peşinde koştukları çeşitli boyutlardaki kara deliklerin ardından keşfedilmeyi bekleyen yepyeni bir kara delik türü beliriyor. Samanyolu’nun merkezinde yatan süper dev kara delik Sagittarius A dahil, boyutları Güneş’in milyarlar veya milyonlarca katı olan birçok farklı boyutta kara delik bulunuyor.
Ancak bugüne dek bilinmeyen kara delik türü boyutları gezegenler, uydular ve asteroidler çapında değişenler. Bilinen kara deliklerin neredeyse tümü yıldızların ömürleri tükendiğinde içlerine çökmesiyle yaşanan süpernova patlamaları sonucu oluşuyor. Ancak mikro boyutlu olanların kütlesi kara delik kadar yoğun bir nesneye dönüşmelerine izin vermeyecek kadar düşük. Öte yandan, bilim insanlarına göre mikro kara deliklerin oluşmasını sağlayacak bir yol var.
Birçok bilim insanının günümüze dek öne sürdüğü düşünceye göre, çok küçük boyutlu kara delikler Büyük Patlama’nın ardındanki saniye veya saniyelerde Evren henüz çok sıcak ve yoğunken, ek yoğunluğun uzay-zamanın kaçması mümkün olmayan bir yamasına çökmesiyle/dönüşmesiyle oluşmuş olabilirler.
Bu ilk ve ilkel kara deliklerin nereye kaybolmuş olabileceği bir gizem iken, kara madde olarak tanımlanan Evren’in ek çekim kuvvetine bir açıklama sunabilirler. Bazı bilim insanlarına göre, parazit gibi nötron yıldızlarının çekirdeklerinde oturuyor ve bir bağırsak solucanı gibi materyal yiyor olabilirler.
Bellinger ve meslektaşları yaptıkları araştırmada iç parazit bir kara deliğin nötron yıldızlarında değil ama Güneş benzeri bir yıldızda barınıp barınamayacağını inceledi. Ünlü astrofizikçi Stephen Hawking, Güneş’in ilkel bir kara delik barındırıyor olabileceğini öne sürmüştü. Diğer bilim insanları tarafından yapılan araştırmalar da, var olmaları halinde parazit bir kara deliğin yıldızları ‘içten içe yiyeceğine’ işaret etmişti.
Yaptıkları analizde, Bellinger ve ekibi 0.8 ve 100 Güneş kütlesi arasındaki bir yıldızın, kendi boyutu kadar bir ilkel kara deliğin etrafında bulunması halinde ne olacağını araştırdı. Aynı zamanda, çekirdeklerinde ilkel kara delikleri parazit olarak bulunduran Güneş benzeri yıldızlara dair ilk sayısal evrimsel simülasyonları gerçekleştirdiler.
Analizlere göre en küçük boyuttaki kara delikler için boyutlarını büyütmek ve içinde barındıkları Güneş’i yok etmeleri için milyarlarca yıla ihtiyaçları var. Öte yandan, cüce gezegen boyutundaki bir parazit kara delik yıldızının çekirdeğini yemeye başladığında etrafında yüksek miktarda ısı ve parlaklık oluşturan bir disk oluşturuyor. Milyarlarca yılın ardından, söz konusu yıldızı nükleer füzyon değil, parazit kara deliğin etrafındaki materyal diski canlı tutmaya başlıyor. Hatta, böyle bir senaryoda yıldızın neredeyse tüm parklaklığını bu diskin oluşturacağı düşünülüyor. Bu varsayım, Hawking yıldızı olarak ifade ediliyor.
Bir Hawking yıldızının, sıradan bir yıldıza göre birkaç farklılığı olacağı belirtiliyor. Birincisi, dış tabakalarının bir kırmızı yıldız şeklinde şişeceği tahmin ediliyor. Bu durum, Güneş’in füzyon tepkimesi sona yaklaştıkça maruz kalacağı süreç olarak biliniyor. Öte yandan, sıcaklık beklenenin altında kalacak ki, bugüne dek Samanyolu’nda tespit edilen bazı soğuk kırmızı devler bu tahmini doğruluyor (Bu yıldızlar ‘red stragglers’ olarak da biliniyor).
Araştırmacılara göre bu yıldızlar bir ‘kara delik motoru’ aramak için de kullanılabilir. Bir yıldızın içinde büyüyen kara deliğin füzyonun haricinde yıldız içerisinde farklı akustik izler bırakacağı ve bu izlerin yıldızın parlaklığındaki değişim ile tespit edilebileceği tahmin ediliyor. Parlaklık değişimlerinin nasıl takip edileceği henüz bilinmese de, bilim insanlarının ileride araştıracağı sorulardan birini temsil ediyor.
Araştırmacıların ümidi, bu tarz araştırmalar ya parazit kara deliklerinin keşfedilmesi için bir fırsat sunacak ya da sayıları ve tespit edilme oranları üzerinde yeni araştırmaları tetikleyecek.
Bilim insanları aynı zamanda gelecekteki araştırmalarda yıldızların daha ileri evrimsel safhaları, yıldızların farklı kütle ve metal oranları hakkında sayısal sonuçlar ve yıldızsal populasyonlara yönelik araştırmaların da gerçekleştirileceğini not düştü.
Kaynak: Sciencealert
Ana görsel: JuliusH/Pixabay
