NASA'dan Chandra, Kara Delik Trendini Engelleyebilecek Küçük Galaksiler Buluyor

NASA'nın Chandra X-ışını Gözlemevi'ni kullanan yakın tarihli bir araştırmaya göre, daha küçük galaksilerin çoğunun merkezlerinde süper kütleli kara delikler bulunmayabilir. Bu, NASA'nın evrenimizin nasıl çalıştığını keşfetmede dünyaya öncülük etmesi nedeniyle neredeyse her galaksinin çekirdeğinde bu dev kara deliklerden birine sahip olduğu yönündeki yaygın fikirle çelişiyor.

Gökbilimcilerden oluşan bir ekip, Chandra misyonunun yirmi yılı aşkın bir süre boyunca topladığı 1.600'den fazla galaksiden elde edilen verileri kullandı. Araştırmacılar, kütleleri Samanyolu'nun on katından fazla olan galaksilerden, yıldız kütleleri bizim galaksimizinkinin yüzde birkaçından daha az olan cüce galaksilere kadar değişen galaksileri incelediler. Bu sonuçları açıklayan bir makale The Astrophysical Journal'da yayınlandı ve buradan ulaşılabilir https://arxiv.org/abs/2510.05252.

Ekip, cüce galaksilerin yalnızca %30'unun muhtemelen süper kütleli kara delikler içerdiğini bildirdi.

Araştırmayı yöneten Ann Arbor'daki Michigan Üniversitesi'nden Fan Zou, "Bu küçük galaksilerdeki kara delik sayısını doğru bir şekilde elde etmek önemli" dedi. "Bu sadece muhasebecilikten daha fazlası. Çalışmamız süper kütleli kara deliklerin nasıl doğduğuna dair ipuçları veriyor. Ayrıca yeni veya gelecekteki teleskoplarla cüce galaksilerdeki kara delik izlerinin ne sıklıkla bulunabileceğine dair önemli ipuçları da sağlıyor."

Madde kara deliklerin üzerine düştükçe sürtünmeyle ısınır ve X-ışınları üretir. Çalışmadaki devasa gökadaların çoğunun merkezlerinde parlak X-ışını kaynakları bulunuyor; bu da merkezlerindeki süper kütleli kara deliklerin açık bir işareti. Ekip, Samanyolu kütlesine sahip olanlar da dahil olmak üzere devasa galaksilerin %90'ından fazlasının süper kütleli kara delikler içerdiği sonucuna vardı.

Ancak çalışmadaki daha küçük galaksiler genellikle bu net kara delik sinyallerine sahip değildi. Kütlesi üç milyar Güneş'ten az olan (Samanyolu'nun yakın komşusu olan Büyük Macellan Bulutu'nun kütlesi kadar) galaksilerin merkezlerinde genellikle parlak X-ışını kaynakları bulunmaz.

Araştırmacılar, X-ışını kaynaklarının eksikliğinin iki olası açıklamasını değerlendirdi. Birincisi, büyük kütleli kara delikler içeren galaksilerin oranının, bu daha az kütleli galaksiler için çok daha düşük olmasıdır. İkincisi, bu kara deliklerin üzerine düşen maddenin ürettiği X-ışınlarının miktarı o kadar zayıf ki Chandra bunu tespit edemiyor.

Michigan Üniversitesi'nden ortak yazarlardan Elena Gallo, "Chandra verilerine ilişkin analizimize dayanarak, bu küçük galaksilerde daha büyük galaksilere kıyasla gerçekten daha az kara delik bulunduğunu düşünüyoruz" dedi.

Bu sonuca varmak için Zou ve meslektaşları, büyük Chandra örneklerinde küçük galaksilerde X-ışını kaynaklarının bulunmamasına ilişkin her iki olasılığı da değerlendirdiler. Kara deliğin üzerine düşen gaz miktarı, kara deliğin X-ışınlarında ne kadar parlak veya sönük olacağını belirler. Küçük kara deliklerin büyük kara deliklere göre daha az gaz çekmesi beklendiğinden, X-ışınlarında daha sönük olmalı ve çoğunlukla tespit edilememelidirler. Araştırmacılar bu beklentiyi doğruladı.

Ancak daha az kütleli gökadalarda, içeri doğru düşen gaz miktarındaki azalmalardan beklenen düşüşün ötesinde ek bir X-ışını kaynağı açığı görüldüğünü buldular. Bu ek eksiklik, düşük kütleli gökadaların çoğunun merkezlerinde herhangi bir kara delik bulunmaması durumunda açıklanabilir. Ekibin vardığı sonuç, düşük kütleli galaksilerdeki X-ışını tespitlerindeki düşüşün, bu galaksilerde bulunan kara deliklerin sayısındaki gerçek bir azalmayı yansıttığı yönündeydi.

Bu sonucun süper kütleli kara deliklerin nasıl oluştuğunu anlama konusunda önemli sonuçları olabilir. İki ana fikir var: Birincisinde dev bir gaz bulutu, başlangıçtan itibaren Güneş'in binlerce katı kütlesini içeren bir kara deliğin içine doğrudan çöküyor. Diğer fikir ise süper kütleli kara deliklerin, büyük yıldızların çökmesi sırasında oluşan çok daha küçük kara deliklerden geldiğidir.

Utah Üniversitesi'nden ortak yazar Anil Seth, "Büyük kara deliklerin oluşumunun daha nadir olması bekleniyor, yani oluşan en büyük galaksilerde tercihli olarak meydana geliyor, bu da neden tüm küçük galaksilerde kara delik bulamadığımızı açıklıyor" dedi.

Bu çalışma, halihazırda Güneş'in kütlesinin birkaç bin katı ağırlığında dev kara deliklerin doğduğu teorisini desteklemektedir. Diğer fikir doğru olsaydı, araştırmacılar daha küçük galaksilerin büyük galaksilerle aynı oranda kara delik içermesini beklediklerini söyledi.

Bu sonucun aynı zamanda cüce galaksilerin çarpışmalarından kaynaklanan kara delik birleşme oranları üzerinde de önemli etkileri olabilir. Çok daha az sayıda kara delik, gelecekte Lazer İnterferometre Uzay Anteni tarafından daha az sayıda yerçekimsel dalga kaynağının tespit edilmesine neden olacaktır. Cüce galaksilerdeki yıldızları parçalayan kara deliklerin sayısı da daha az olacaktır.

NASA'nın Huntsville, Alabama'daki Marshall Uzay Uçuş Merkezi Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi'nin Chandra X-ışını Merkezi, Cambridge, Massachusetts'teki bilim operasyonlarını ve Burlington, Massachusetts'teki uçuş operasyonlarını kontrol ediyor.

Chandra hakkında daha fazla bilgi edinmek için şu adresi ziyaret edin:

https://science.nasa.gov/chandra

NASA'nın Chandra X-ışını Gözlemevi'nden daha fazlasını okuyun

Chandra X-ışını Gözlemevi ve misyonu hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz:

https://www.nasa.gov/chandra

https://chandra.si.edu

Megan Watzke
Chandra Röntgen Merkezi
Cambridge, Mass.
617-496-7998
[email protected]

Corinne Beckinger
Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Huntsville, Alabama
256-544-0034
[email protected]