Yıldız üreten ‘Canavar Galaksi’

Şili’nin Atamaca Çölü’nde yer alan ALMA gözlemevindeki araştırmacılar, yıldızları inanılmaz bir hız ve şiddetle üreten, yaşlı ve oldukça güçlü bir kara delik gözlemlediler. 13.7 milyar yıl önce gerçekleştiği tahmin edilen Büyük Patlama’dan sadece 2 milyar yıl sonra oluşan ve bu kara deliğin etrafındaki cisimlerle oluşturduğu galakside, her yıl binlerce Güneş benzeri yıldız meydana geliyor.

Merkezdeki kara deliğin süpernova patlamalarının ortalama itiş gücünden daha yüksek düzeyde çekiş gücü olduğu söyleniyor. COSMOS-AzTEC-1 olarak adlandırılan galaksi, Samanyolu’nun da üyesi olduğu eliptik galaksilerin atalarından birisi olabilir.

Japonya, Almanya, Meksika ve ABD’li araştırmacılar, bu galaksiyi gözlemlemek için ALMA’nin 66 farklı radyo ışını teleskobunu kullandılar. Ardından galaksideki karbonmonoksit gazının izi arandı, elde edilen verilere dayanarak bir harita oluşturuldu. Haritada çöküşe geçen yoğun gaz ve toz bulutlarını gören araştırmacılar, yıldızların çok hızlı oluştuğuna dair kanıt da elde etmiş oldular.

Bir galaksinin böylesine hızlı ve güçlü bir şekilde yıldız üretebilmesi için, geçmişinde nasıl bir oluşum süreci geçirmesi gerektiği bilinmiyor. Belki de bu galaksi, farklı galaksilerin bir araya gelmesiyle oluşan bir yapıdır. Bu aşamadan itibaren her şey birer şüphe olarak araştırılmaya müsait konular.

İkili karadelik sistemleri

İkili kara delik, iki kara deliğin birbirine yakın bir yörüngede bulunduğu sistemdir. Yıldızsal ikili kara delik sistemleri ve süper kütleli ikili kara delik sistemleri olarak iki alt grupta incelenebilir. Yıldızsal ikili kara delik sistemleri büyük kütleli çift yıldız sistemlerinin kalıntısıdır. Süper kütleli ikili kara delik sistemlerinin ise galaksilerin birleşmesi ile oluştuğu düşünülmektedir.

Kara deliklerin doğası ve tespit imkanlarının kısıtlılığı yüzünden şimdiye kadar bu ikili kara delik sistemlerinin kanıtlanması çok zordu. Yine de bir kara delik çiftinin birleşmesi esnasında, çok yüksek miktarda enerjinin, kütle çekim dalgası ve genel görelilik kullanılarak hesaplanabilen farklı dalga formları olarak dışarı verilmesi gerektiği biliniyordu. Bu yüzden, ikili kara delikler 20. Yy sonları ve 21. Yy başlarında böylesi dalga yayma potansiyelleri ve bu dalgaların varlığını kanıtlama imkanı vermelerinden dolayı bilim dünyasında oldukça ilgi odağı olmuştu. İkili kara deliklerin birleşmesi kütle-çekim dalgalarının evrendeki bilinen en güçlü kaynağı olabilirdi ve bu kütçe çekim dalgalarının doğrudan tespit edilebilmesi için büyük şans anlamına geliyordu. İkili kara delikler birbirinin yörüngesine girdiğinde bu dalgaları yaydığı için, yörünge zayıflar ve periyodu azalır. Bu aşamaya ikili kara delik sarmalı denir. Kara delikler bir kere yaklaştıklarında birleşme kaçınılmazdır ve birleştiklerinde bir tek sabit kara delik oluştururlar. Oluşan bu yeni kara delik “ringdown” aşamasındadır ve kütle çekim dalgası yaymaya devam ederek bozuk şeklini düzeltmeye çalışır. Son aşamada ise kara delik muazzam hızlara ulaşabilir ve kütle-çekim dalgalarının dalga yüksekliği pik seviyeye ulaşır.

Yıldızsal sistemler

Yıldızsal ikili kara deliklerin(ve kütle-çekim dalgalarının) varlığı nihayet 2015 yılının eylül ayında LIGOnun tespit ettiği 30 güneş kütlesi civarlarındaki 1.3 milyar ışık yılı uzaktaki iki karadeliğin birleşmeşi sonucu oluşan kütle-çekim dalgaları sayesinde doğrulandı.

Süper kütleli kara delik çiftlerinin galaksilerin birleşmesi sonucu oluştuğu düşünülmektedir. Şu an bilinen ikili kara delik sistemi oluşturması muhtemel galaksiler hala birbirinden oldukça uzaktadır. Örneğin NGC 6240 isimli gök ada iki ayrı galaksinin birleşmesiyle oluşmuştur ve tahminen kara delikleri birkaç yüz milyon yıl içinde iyice yaklaşacaklar ve en sonunda çarpışıp bir süper kütleli ikili kara delik sistemi oluşturacaklar. Yıldızsal ikili kara delik sistemleri büyük kütleli ikili yıldız sistemlerinin çökmesiyle oluşmaktadır.