Yıldız çarpışmaları Küçük Kırmızı Noktalar'ı ve kara delikleri açıklıyor

Erken evrende sık yıldız çarpışmaları, JWST'nin'Küçük Kırmızı Noktalar'ını ve süper kütleli kara deliklerin kökenini açıklayabilir.

· 3 dk 1 Yıldız çarpışmaları Küçük Kırmızı Noktalar'ı ve kara delikleri açıklıyor Reddit, Google trafiği düşerken uygulama içi arama reklamlarını test ediyor UCLA araştırmacılarının Astrophysical Journal'da yayımlanan yeni simülasyon çalışması, erken evrende yıldızların sıkça birbirine çarpmasının süper kütleli kara deliklerin hızlı büyümesini ve James Webb Uzay Teleskobu'nun (JWST) gözlediği "Küçük Kırmızı Noktalar" adlı gizemli nesneleri açıklayabileceğini öne sürüyor.

Araştırmaya göre erken evrende yıldız sistemleri son derece sıkışık yapıdaydı ve yıldızlar birbirine sık sık çarpıyordu. Hızlı çarpışmalar yıldızları parçalarken, daha yavaş çarpışmalar tekrarlanan birleşmelere yol açmış; ortaya tek bir aşırı kütleli yıldız çıkmış olabilir.

Bu yıldız yaşamının sonunda çökerek, sıradan yıldız çökmesinden çok daha büyük kara delikler oluşturmuş olabilir. Bu kara delikler, evrenin ilk süper kütleli kara deliklerinin tohumu niteliğinde olabilir.

Yoğun yıldız ortamları günümüzde de, galaksilerin merkezlerinde var. Ancak bu ortamlar aşırı kütleli yıldız doğuracak çarpışmalara elverişli değil. Çünkü modern galaksilerin merkezinde zaten süper kütleli kara delikler bulunuyor ve bunların güçlü yerçekimi, yörüngeye giren yıldızları hızlandırıyor. Böylece çarpışmalar yüksek hızlı ve yıkıcı oluyor; aşırı kütleli yıldızlar oluşmuyor.

"Belki de simülasyonlarımızın en tuhaf sonucu, yıldızların küme içinde tekrar tekrar birleşerek tüm bir kümeye eşdeğer kütleye sahip tek bir dev yıldız oluşturabilmesi" diyen UCLA araştırmacısı Claire Williams, "Bu kadar büyük bir yıldız yaşam sonuna ulaştığında, modeller çöküp büyük bir kara delik oluşturmak zorunda kalacağını öne sürüyor" ifadelerini kullandı.

Süper kütleli kara deliklerin evren 1 milyar yaşından küçükken var olması, astronomların JWST'nin 2022'de bu nesneleri görmeye başlamasından beri kafasını karıştırıyor. Çünkü bir kara delikin "süper kütleli" statüsüne ulaşması için beslenme ve birleşme süreçlerini tamamlaması en az 1 milyar yıl alması gerekir.

Bilim insanları bu sorunu, süper kütleli kara deliklerin sıfırdan oluşmadığı, bunun yerine "ara kütleli kara delik" adı verilen tohumlardan büyüdüğü şeklinde açıklamaya çalışıyor. Normal bir yıldız çöktüğünde oluşan kara delik 10 ile 100 güneş kütlesi arasında; süper kütleli kara delikler ise milyonlarca hatta milyarlarca güneş kütlesinde.

Ara kütleli kara delikler ise bu iki aile arasında, 100 ile 100.000 güneş kütlesi aralığında yer alıyor.

Tek bir yıldızın çökerek ara kütleli kara delik oluşturacak kadar kütleye sahip olması, en azından günümüzün 13,8 milyar yıllık evreninde mümkün görünmüyor. Ancak erken evrenin koşulları çok farklıydı. Simülasyonlar, yoğun yıldız kümelerinin bu tohumların doğal doğum yeri olduğunu gösteriyor.

Williams, "Yoğun yıldız kümeleri modelimizde büyük kara delik tohumları için doğal bir doğum yeri sağlıyor. Kara deliği oluşturan ortam aynı zamanda sonraki büyümesini etkileyen yıldızlar ve gaz da sağlayabiliyor" diyor.

JWST, erken evrende "Küçük Kırmızı Noktalar" adı verilen son derece sıkışık nesneleri rutin olarak keşfediyor. Bu nesneler evren 2 milyar yaşına geldiğinde tamamen ortadan kalkmış görünüyor. Araştırmacılara göre bu nesneler, sürekli yıldız çarpışmalarıyla çalkalanan yoğun yıldız kümeleri olabilir; bu çarpışmalar çok büyük bir yıldız oluşturup bunun ara kütleli kara deliğe çökmesiyle sonuçlanıyor.

Smadar Naoz, konunun astronomide "sıcak bir başlık" olduğunu belirterek fili tarif etmeye çalışan körler benzetmesini yapıyor: "Araştırmamız bu bakış açılarının birkaçını birbirine bağlıyor ve filin daha fazlasını görmemize yardımcı olabilir."

Açıklama şu: Büyük Patlama'dan 1 milyar yıldan az bir süre sonra evrende düzenli spiral galaksiler yoktu; bunun yerine yoğun ve kaotik yıldız doğum kümeleri vardı. Bu bölgelerde sık çarpışmalar ultra-kütleli yıldızların ve ara kütleli kara deliklerin oluşmasını sağladı.

Evren soğuyup genişledikçe bu bölgeler daha az kaotik galaksilerin yapı taşına dönüştü. Dolayısıyla Küçük Kırmızı Noktalar, ara kütleli kara deliklerin oluşması için gereken kaotik yıldız kümeleriyse, dengelenme süreci evrenin artık bu nesneleri sürdürmeyecek kadar "aşırı" olmamasıyla açıklanabilir.