JWST, İlk 'Kara Delik Yıldızını' Tespit Etti: MoM-BH*-1

Önemli bir nokta, bu nesnenin enerjisinin sıradan yıldızlara güç veren nükleer füzyondan gelmemesidir. Bunun yerine, merkezdeki kara delik aktif olarak maddeyi yutuyor, yani birikim yapıyor. Gaz kara deliğe düştükçe ısınır ve bu muazzam ısı, hidrojen kozası boyunca dışarıya yayılarak tüm yapının parlamasına neden olur . Sonuçta ortaya, füzyonun sınırlarının çok ötesine geçen, sıradan bir yıldızdan yaklaşık 100 milyar kat daha fazla enerji üreten bir nesne çıkar .

MoM-BH*-1'in Temel Özellikleri

Gökbilimciler bu yeni nesnenin birkaç tanımlayıcı özelliğini hassas bir şekilde ölçtü:

• Boyut: Hidrojen gazı zarfı kabaca Güneş Sistemi'mizin çapına denk geliyor .
• Kütle: Merkezdeki kara delik yaklaşık 100.000 güneş kütlesi ağırlığında ve tüm nesnenin toplam kütlesi yaklaşık 10⁶·³ güneş kütlesine ulaşıyor .
• Parlaklık: Normal bir yıldızdan yaklaşık 100 milyar kat daha fazla enerji yayıyor .
• Bileşim: Çevreleyen gaz neredeyse tamamen saf hidrojen ve helyumdan oluşuyor; "metal" olarak adlandırılan, hidrojen ve helyumdan daha ağır elementler neredeyse hiç tespit edilemiyor . Tayfında, sıradan yıldız atmosferleriyle uyuşmayan, son derece derin bir Balmer kırılması görülüyor .
• Enerji Kaynağı: Nesnenin muazzam ışıması, nükleer füzyon tarafından değil, merkezdeki aktif olarak madde yutan kara delik tarafından sağlanıyor .
• Uzaklık ve Yaş: MoM-BH*-1, Büyük Patlama'dan sadece 660 milyon yıl sonra, yaklaşık 7.76 kırmızıya kayma değerinde, yani yaklaşık 13.1 milyar ışık yılı uzaklıktaki haliyle görülüyor .

Nesne, aslında evrendeki en eski galaksilerden bazılarını avlamak için tasarlanan JWST'nin "Serap mı Mucize mi?" (Mirage or Miracle - MoM) adlı bir araştırması sırasında tesadüfen keşfedildi . MIT'li gökbilimci Rohan Naidu liderliğindeki ekip, JWST'nin derin uzay görüntülerini tararken bu cisme rastladı .

'Küçük Kırmızı Noktalar'ın Gizemini Çözmek

JWST, bilimsel görevlerine başladığından beri, erken evrenin görüntülerinde sık sık tuhaf, soluk, yoğun ve çok kırmızı nesneler buluyor. Gökbilimciler bunlara "küçük kırmızı noktalar" adını verdi ve bu nesnelerin gerçek doğası yoğun bir tartışma konusu oldu .

MoM-BH*-1'in keşfi bu tartışmaya güçlü bir ipucu sunuyor. Nesne, araştırmacıların deyimiyle "çıplak" bir kara delik yıldızı. Işığının neredeyse tamamı, altında yatan bir galaksinin etkisi olmaksızın, kara delik tarafından beslenen gaz zarfından geliyor .

Daha da önemlisi, MoM-BH*-1 bir yoldaş galaksiye yakın bir konumda bulunuyor. Bilgisayar simülasyonları, kara delik yıldızının o galaksiyle birleşmesinden (gözlemlenen dönemden yaklaşık 100 milyon yıl sonra gerçekleşeceği tahmin ediliyor) sonra tayfının, diğer galaksilerin içinde görülen küçük kırmızı noktaların tayflarıyla neredeyse birebir örtüşeceğini gösteriyor .

Bu durum, küçük kırmızı noktaların çoğunun, kendi galaksileriyle birleşme sürecindeki kara delik yıldızları olduğunu güçlü bir şekilde düşündürüyor . Bu nesneler, aslında kozmik birleşmeler geçirirken galaksilerinin bağırsaklarında saklanan mini kuasarların merkezi motorları.

Bu model ayrıca küçük kırmızı noktaların neden bu kadar yoğun ve kırmızı göründüğünü de zarif bir şekilde açıklıyor. Kara deliği çevreleyen yoğun hidrojen kozası, kısa dalga boylu (mavi) ışığı etkili bir şekilde bloke ederken, daha uzun dalga boylu (kırmızı) ışığın geçmesine izin veriyor. Böylece, başka bir önde gelen hipotez olan büyük miktarlarda yıldızlararası toz gerektirmeden, karakteristik kırmızı rengi oluşturuyor .

Bunun Erken Evreni Anlamamız İçin Anlamı

MoM-BH*-1'in keşfi sadece tek bir gizemi çözmekle kalmıyor. Aynı zamanda süper kütleli kara deliklerin, erken evrenin kısa zaman diliminde nasıl bu kadar devasa boyutlara ulaşabildiğine dair makul bir mekanizma da sunuyor . Yoğun gaz kozası içinde çılgınca madde yutarak büyüyen bir kara delik yıldızı, kara delikler için hızlı bir büyüme evresini temsil ediyor. Bu, daha da erken kozmik dönemlerde görülen, milyar güneş kütleli canavarlara giden yolda bir adım niteliğinde.

Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (ISTA) ve diğer uluslararası işbirlikçilerin de yer aldığı bir çalışmayla tanımlanan bu nesne, şimdi yoğun bir takip çalışmasının konusu oldu . Şimdilik MoM-BH*-1, "milyarda bir" bulunan bir keşif olarak duruyor. Bu, daha önce görünmeyen bir kozmik evrim aşamasına ender bir bakış ve JWST'nin en ünlü görüntülerinde sıkça rastlanan kırmızı noktalarla teorik bir yıldız-kara delik melezi arasında doğrudan bir bağlantı kuruyor.