Samanyolu’nda yaklaşık 170 milyon yıldız kütleli kara delik olabilir

Samanyolu Galaksisi’nin yaklaşık 13,6 milyar yıllık evrimini bilgisayar ortamında yeniden oluşturan bilim insanları, galakside bugüne kadar yaklaşık 170 milyon yıldız kütleli kara delik oluşmuş olabileceğini hesapladı. ABD’deki Flatiron Enstitüsü’nden astrofizikçi Tom Wagg liderliğinde yürütülen çalışmada kara deliklerin sayısı, kütleleri, galaksi içerisindeki hareketleri ve süpernova patlamaları sonrasında nasıl dağıldıkları incelendi.Henüz hakem değerlendirmesi tamamlanmayan araştırma, AAS dergilerine gönderilirken ön baskı olarak arXiv platformunda yayımlandı. Sonuçların doğrulanması durumunda çalışma, Samanyolu’nun doğrudan gözlemlenemeyen kara delik nüfusuna ilişkin en kapsamlı modellerden biri olacak.

Samanyolu’nun geçmişi bilgisayar ortamında yeniden oluşturuldu

Araştırma ekibi, yıldızların oluşumu ve ölümüyle galaktik hareketlere ilişkin mevcut bilgilerden yararlanarak çok sayıda sanal galaksi hazırladı. Simülasyonlarda milyarlarca yıl boyunca gerçekleşen yıldız oluşumu, yıldız ölümleri, süpernova patlamaları ve kara deliklerin galaksi içindeki yolculukları birlikte modellendi.Elde edilen hesaplamalara göre Samanyolu’nun tarihi boyunca yaklaşık 170 milyon yıldız, yaşamının sonunda yıldız kütleli kara deliğe dönüştü. Kara deliklerin sayısı yüksek görünse de galaksinin büyüklüğü dikkate alındığında bu cisimlerin oldukça seyrek dağıldığı sonucuna ulaşıldı.Araştırmacılar, Güneş’in galaksi merkezine uzaklığına benzer bölgelerde ortalama her 6 bin 250 kübik parseklik alanda yalnızca bir kara delik bulunması gerektiğini belirledi. Bu hacim, kenar uzunluğu yaklaşık 18,4 parsek olan geniş bir uzay bölgesine karşılık geliyor.

Ortalama her 80 yılda bir kara delik oluştu

Modellemeye göre Samanyolu’nun 13,6 milyar yıllık geçmişi boyunca ortalama her 80 yılda bir yeni yıldız kütleli kara delik meydana geldi. Ancak kara delik oluşumunun galaksinin her döneminde aynı hızla gerçekleşmediği belirtildi.Yıldız oluşumunun daha yoğun olduğu erken galaktik dönemlerde kara deliklerin günümüze kıyasla daha sık oluştuğu hesaplandı. Bu nedenle Güneş Sistemi’nin yakın çevresinde çok sayıda kara deliğin bulunmasının beklenmediği ifade edildi.Kara delikler, büyük kütleli yıldızların yakıtlarını tüketmesinin ardından kendi çekimleri altında çökmesiyle ortaya çıkıyor. Oluşan cismin kütle çekimi ışığın dahi kaçamayacağı kadar güçlü olduğu için kara deliklerin doğrudan gözlemlenmesi son derece zorlaşıyor.

Süpernova patlamaları kara delikleri galaksiye dağıtıyor

Araştırmanın öne çıkan sonuçlarından biri, kara deliklerin önemli bölümünün oluştukları bölgelerde kalmaması oldu. Simülasyonlar, asimetrik süpernova patlamaları sırasında bazı kara deliklerin “doğum tekmesi” olarak adlandırılan güçlü bir hız kazandığını gösterdi.Bu hız nedeniyle bazı kara deliklerin Samanyolu’ndan tamamen ayrılabilecek seviyeye ulaştığı, çoğunun ise galaksi içinde uzun mesafeler katettiği belirlendi. Böylece günümüzdeki kara delik dağılımının, bu cisimleri meydana getiren yıldızların dağılımından belirgin biçimde farklılaştığı kaydedildi.Çalışmada Samanyolu’nun ince yıldız diskinin yaklaşık 306 parsek kalınlığında olduğu, kara deliklerin oluşturduğu diskin ise yaklaşık 790 parseklik bir yüksekliğe ulaştığı hesaplandı. Araştırmacılar, aradaki farkı süpernova patlamaları sırasında kara deliklerin kazandığı hızlarla ilişkilendirdi.

Kara deliklerin yüzde 91’i tek başına bulunuyor

Simülasyonlar, düşük kütleli kara deliklerin galaktik düzlemden daha uzak bölgelere taşınabildiğini ortaya koydu. Araştırmaya göre düşük kütleli kara delikleri oluşturan süpernovalarda daha fazla madde dışarı atıldığı için geri tepme etkisi daha güçlü gerçekleşiyor.Daha ağır kara deliklerde ise yıldızdan çöken madde miktarının artması, geri tepme etkisinin zayıflamasına yol açıyor. Bu durum, kara deliklerin kütlelerine göre galaksi içerisinde farklı yüksekliklere ve bölgelere dağılmasına neden oluyor.Modele göre Samanyolu’nda bugüne kadar oluşan kara deliklerin yaklaşık yüzde 91’i tek başına bulunuyor. Yaklaşık yüzde 3’ünün ise kazandıkları hız nedeniyle galaksiyi tamamen terk etmiş olabileceği tahmin ediliyor.İkili sistemlerde bulunan kara deliklerin önemli bölümünün başka bir kara delik veya beyaz cüceyle eşleştiği, daha küçük bir kısmının ise parlak bir yıldızla birlikte hareket ettiği belirtildi. Araştırmacılar, Roman Uzay Teleskobu, Gaia DR4 veri sürümü ve yeni spektroskopik gözlem projelerinden elde edilecek verilerin modelin sınanmasına katkı sağlayacağını ifade etti.Bu kişiliği sevdin mi?