Hangisi önce geldi: Kara delikler mi galaksiler mi? Bulgular galaksi oluşumu hakkında bildiklerimizi ‘tamamen sarstı’.
James Webb Uzay Teleskobu verilerinin yeni bir analizi, kara deliklerin yalnızca zamanın başlangıcında var olmadığını, aynı zamanda yeni yıldızlar ve aşırı yüklü galaksi oluşumu doğurduklarını öne sürüyor.
Bu içgörüler, kara deliklerin kozmosu nasıl şekillendirdiğine dair teorileri alt üst ediyor ve kara deliklerin ilk yıldızlar ve galaksilerin ortaya çıkmasından sonra oluşturdukları klasik anlayışa meydan okuyor. Bunun yerine, kara delikler, evrenin 13,8 milyar yıllık tarihi içinde kısacık bir dönem olan evrenin ilk 50 milyon yılı boyunca yeni yıldızların doğuşunu önemli ölçüde hızlandırmış olabilir.
“Bu canavar kara deliklerin, yakınımızdaki galaksilerin merkezinde bulunduğunu biliyoruz. SamanyoluJohns Hopkins Üniversitesi’nde fizik ve astronomi profesörü olan başyazar Joseph Silk şöyle konuştu: “Fakat şimdi asıl sürpriz onların evrenin başlangıcında da mevcut olmaları ve neredeyse ilk galaksilerin yapı taşları veya tohumları gibi olmalarıdır.” Astrofizik Enstitüsü, Paris, Sorbonne Üniversitesi. “Yıldız oluşumunun devasa yükselticileri gibi her şeyi gerçekten güçlendirdiler; bu, daha önce mümkün olduğunu düşündüğümüz şeyin tam bir tersine dönüşüydü; öyle ki bu, galaksilerin nasıl oluştuğuna dair anlayışımızı tamamen sarsabilir.”
Çalışma dergide yeni yayınlandı. Astrofizik Günlük Mektupları.
Silk, Webb teleskopu aracılığıyla gözlemlenen, erken evrenden gelen uzak galaksilerin, bilim adamlarının öngördüğünden çok daha parlak göründüğünü ve alışılmadık derecede yüksek sayıda genç yıldız ve süper kütleli kara delikleri ortaya çıkardığını söyledi.
Geleneksel inanış, süper kütleli yıldızların çöküşünden sonra kara deliklerin oluştuğunu ve ilk yıldızların karanlık erken evreni aydınlatmasından sonra galaksilerin oluştuğunu savunur. Ancak Silk’in ekibinin yaptığı analiz, kara deliklerin ve galaksilerin bir arada var olduğunu ve ilk 100 milyon yıl boyunca birbirlerinin kaderini etkilediğini öne sürüyor. İpek, evrenin tüm tarihinin 12 aylık bir takvim olsaydı, bu yılların Ocak ayının ilk günleri gibi olacağını söyledi.
“Bunu tartışıyoruz Kara delik Dışarı çıkan gaz bulutları gaz bulutlarını ezerek onları yıldızlara dönüştürüyor ve yıldız oluşum hızını büyük ölçüde hızlandırıyor” dedi Silk. “Aksi takdirde, bu parlak galaksilerin nereden geldiğini anlamak çok zordur çünkü bunlar evrenin erken dönemlerinde genellikle daha küçüktür. Neden bu kadar hızlı yıldız yaratıyorlar ki?”
Kara delikler, yerçekiminin o kadar güçlü olduğu, hiçbir şeyin, hatta ışığın bile çekimden kaçamadığı uzay bölgeleridir. Bu kuvvet nedeniyle, şiddetli fırtınalar yaratan ve türbülanslı hava püskürten güçlü manyetik alanlar üretirler. plazma Silk, sonuçta muazzam parçacık hızlandırıcıları gibi davrandıklarını söyledi. Bu sürecin, Webb’in dedektörlerinin bilim adamlarının beklediğinden daha fazla kara delik ve parlak galaksiyi tespit etmesinin muhtemel nedeni olduğunu söyledi.
Silk, “Bu şiddetli rüzgarları veya jetleri çok uzakta tam olarak göremiyoruz, ancak onların mevcut olması gerektiğini biliyoruz çünkü evrenin erken safhalarında birçok kara delik görüyoruz” diye açıkladı. Kara deliklerden gelen bu muazzam rüzgarlar yakındaki gaz bulutlarını ezip yıldızlara dönüştürüyor. Bu ilk gökadaların neden beklediğimizden çok daha parlak olduğunu açıklayan kayıp halka bu.”
Silk’in ekibi genç evrenin iki evresi olduğunu tahmin ediyor. İlk aşamada kara deliklerden gelen yüksek hızlı akışlar yıldız oluşumunu hızlandırdı, ardından ikinci aşamada ise akışlar yavaşladı. Silk, büyük patlamadan birkaç yüz milyon yıl sonra, süper kütleli kara delik manyetik fırtınaları nedeniyle gaz bulutlarının çöktüğünü ve milyarlarca yıl sonra normal galaksilerde gözlemlenenden çok daha yüksek bir hızda yeni yıldızların doğduğunu söyledi. Yıldızların oluşumu yavaşladı çünkü bu güçlü akışlar enerji tasarrufu durumuna geçti ve galaksilerde yıldız oluşturmak için mevcut gaz azaldı.
Silk, “Başlangıçta galaksilerin dev bir gaz bulutu çöktüğünde oluştuğunu düşünüyorduk” diye açıkladı. “En büyük sürpriz, bulutun ortasında bir tohumun (büyük bir kara delik) olmasıydı ve bu, bulutun iç kısmının beklediğimizden çok daha büyük bir hızla yıldızlara dönüşmesine yardımcı oldu. Ve böylece ilk galaksiler inanılmaz derecede parlak.”
Ekip, erken evrendeki yıldızların ve süper kütleli kara deliklerin daha kesin sayımını içeren gelecekteki Webb teleskop gözlemlerinin hesaplamalarının doğrulanmasına yardımcı olmasını bekliyor. Silk, bu gözlemlerin aynı zamanda bilim adamlarının evrenin evrimi hakkında daha fazla ipucu toplamasına yardımcı olacağını umuyor.
“Asıl soru şu: Başlangıçlarımız neydi? Güneş, Samanyolu galaksisinde 100 milyarda bir yıldızdır ve ortasında da devasa bir kara delik bulunmaktadır. İkisi arasındaki bağlantı nedir?” dedi. “Bir yıl içinde çok daha iyi verilere sahip olacağız ve sorularımızın çoğu yanıt almaya başlayacak.”
Referans: “Hangisi Önce Geldi: Süper Kütleli Kara Delikler mi, Galaksiler mi? Insights from JWST”, Joseph Silk, Mitchell C. Begelman, Colin Norman, Adi Nusser ve Rosemary FG Wyse, 30 Ocak 2024, Astrofizik Günlük Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ad1bf0
Yazarlar arasında Johns Hopkins’ten Colin Norman ve Rosemary FG Wyse; Colorado Üniversitesi ve Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nden Mitchell C. Begelman; ve İsrail Teknoloji Enstitüsü’nden Adi Nusser.
Ekip, Schmidt Vadeli İşlemler programının tavsiyesi üzerine İsrail Bilim Vakfı ve Asher Uzay Araştırma Enstitüsü’nün yanı sıra Eric ve Wendy Schmidt tarafından desteklenmektedir.