Varsayımsal bir senaryoda, küçük, ilkel kara delikler yeni oluşan yıldızlar tarafından yakalanabilir. Max Planck Astrofizik Enstitüsü’ndeki araştırmacıların liderliğindeki uluslararası bir ekip, “Hawking yıldızları” olarak adlandırılan bu yıldızların evrimini modelledi ve birçok açıdan normal yıldızlara benzeyen şaşırtıcı derecede uzun ömürlere sahip olabileceklerini keşfetti. İş yayınlanan içinde Astrofizik Dergisi.
Asterosismoloji bu tür yıldızların tanımlanmasına yardımcı olabilir ve bu da ilksel kara deliklerin varlığını ve bunların karanlık madde bileşeni olarak rolünü test edebilir.
Gelin bilimsel bir çalışma yapalım: Büyük Patlama’dan hemen sonra çok sayıda çok küçük kara deliklerin (ilkel kara delikler olarak da bilinir) oluştuğunu varsayarsak, bunların bir kısmının yeni yıldızların oluşumu sırasında yakalanmış olabileceğini varsayarız. Bu, yıldızı ömrü boyunca nasıl etkiler?
Max Planck Astrofizik Enstitüsü’nün (MPA) yıldız bölümü yöneticisi Selma de Mink, “Bilim insanları bazen daha fazlasını öğrenmek için çılgınca sorular soruyor” diyor. “Böyle ilkel kara deliklerin var olup olmadığını bile bilmiyoruz ama yine de ilginç bir düşünce deneyi yapabiliriz.”
İlkel kara delikler, evrenin çok erken dönemlerinde, bazıları bir asteroit kadar küçük olanlardan binlerce güneş kütlesine kadar geniş bir kütle aralığına sahip olarak oluşmuş olmalıdır. Karanlık maddenin önemli bir bileşenini oluşturmalarının yanı sıra, günümüz galaksilerinin merkezindeki süper kütleli kara deliklerin tohumları olabilirler.
Çok küçük bir olasılıkla, yeni oluşan bir yıldız, asteroit veya küçük bir ay kütlesinde bir kara deliği yakalayabilir ve bu kara delik daha sonra yıldızın merkezini işgal edebilir. Böyle bir yıldıza, bu fikri ilk kez 1970’lerde bir makalede öne süren Stephen Hawking’in adını taşıyan “Hawking yıldızı” denir.
Böyle bir Hawking yıldızının merkezindeki kara delik, kara deliği beslemek için gazın içeri girişi dışarı akan parlaklık nedeniyle engellendiğinden, yalnızca yavaş büyüyecektir. Uluslararası bir bilim insanları ekibi, böyle bir yıldızın evrimini, kara delik için çeşitli başlangıç kütleleri ve yıldız merkezi için farklı birikim modelleri ile modelledi. Şaşırtıcı sonucu: Kara deliğin kütlesi küçük olduğunda, yıldız aslında normal bir yıldızdan ayırt edilemez.
Çalışmayı yöneten MPA Doktora Sonrası ve şu anda Yale Üniversitesi’nde Yardımcı Doçent olan Earl Patrick Bellinger, “Merkezlerinde bir kara delik barındıran yıldızlar şaşırtıcı derecede uzun yaşayabilir” diyor. “Güneşimiz, biz farkına varmadan, merkezindeki Merkür gezegeninde bu kadar büyük bir kara deliğe bile sahip olabilir.”
Böyle bir Hawking yıldızı ile normal bir yıldız arasındaki temel fark, çekirdeğe yakın olması ve kara deliğin birikmesi nedeniyle konvektif hale gelmesidir. Yıldızın yüzeyindeki özelliklerini değiştirmeyecek ve mevcut tespit yeteneklerinden kaçacaktır. Bununla birlikte, gökbilimcilerin bir yıldızın içini araştırmak için akustik salınımları kullandığı nispeten yeni bir alan olan asterosismoloji kullanılarak tespit edilebilir.
Ayrıca daha sonraki evrimlerinde, kırmızı dev aşamasında, kara delik karakteristik imzalara yol açabilir. PLATO gibi gelecek projelerle bu tür nesneler keşfedilebilir. Bununla birlikte, çeşitli kütle ve metaliklikteki yıldızlara kara delik yerleştirmenin sonuçlarını belirlemek için daha fazla simülasyona ihtiyaç vardır.
Eğer ilksel kara delikler gerçekten de Büyük Patlama’dan hemen sonra oluşmuşsa, onları bulmanın bir yolu Hawking yıldızlarını aramak olabilir.
Çalışmanın ortak yazarı, Illinois Devlet Üniversitesi’nden Profesör Matt Caplan, “Güneş bir egzersiz olarak kullanılsa da, Hawking yıldızlarının küresel kümelerde ve aşırı zayıf cüce gökadalarda yaygın olacağını düşünmek için iyi nedenler var” diye belirtiyor.
“Bu, Hawking yıldızlarının hem ilkel kara deliklerin varlığını hem de onların karanlık madde olarak olası rollerini test etmek için bir araç olabileceği anlamına geliyor.”