Evrenin ilk süper kütleli kara delikleri nasıl oluştu? Galaksilerin ve karadeliklerin evriminin yeni bir modeli, çarpışma gökadalarının yaklaşık 13 milyar yıl önce oluşan kara deliklerin ortaya çıktığını gösteriyor. Keşif, evrenimizin erken tarihinin eksik bir bölümünü dolduruyor ve bilim adamlarının yerçekimi ve karanlık maddenin bildiğimiz gibi evreni nasıl oluşturduğunu daha iyi anladıkları bir sonraki bölümü yazmaya yardımcı olabilir.
Galaksilerin Evren tarihinde daha önce düşünüldüğünden çok daha önce oluştuğu keşfinin ardından, Ohio Eyalet Üniversitesi'nden Stelios Kazantzidis ve ekibi, ilk galaksilerin çarpışması durumunda ilk büyük kütleli kara deliklerin doğduğunu gösteren yeni bilgisayar simülasyonları yarattı ve birleşti. Bu büyük patlamadan sonraki ilk birkaç milyar yıl içinde gerçekleşti.
Kazantzidis, “Sonuçlarımız, yapının evrendeki nasıl oluştuğunun önemli farkına yeni bir kilometre taşı ekliyor,” dedi.
Daha önce, gökbilimciler gökadaların hiyerarşik olarak evrimleştiğini, yer çekiminin önce küçük madde parçalarını bir araya getirdiğini ve bu küçük bitlerin yavaş yavaş daha büyük yapılar oluşturmak için bir araya geldiklerini düşünüyorlardı.
Ancak yeni modeller bu düşünceyi kafasına çeviriyor.
“Bu diğer keşiflerle birlikte, sonucumuz, hem galaksiler hem de büyük kara delikler gibi büyük yapıların evren tarihinde hızla oluştuğunu gösteriyor” dedi. “Şaşırtıcı bir şekilde, bu hiyerarşik yapı oluşumuna aykırı. Paradoks, karanlık maddenin hiyerarşik olarak büyüdüğünü, ancak sıradan maddenin gelişmediğini anladıktan sonra çözülür. Görünür gökadaları ve süper büyük kara delikleri oluşturan normal madde daha verimli bir şekilde çöker ve bu, evren çok gençken, galaksilerin ve kara deliklerin anti-hiyerarşik oluşumuna yol açan da doğruydu. ”
Yani, büyük galaksiler ve süper büyük kara delikler hızlı bir şekilde bir araya geliyor ve kendi Samanyolu galaksimiz - ve merkezdeki nispeten küçük kara delik gibi daha küçük bitler daha yavaş oluşuyor. Kazantzidis, ilk süper büyük kara delikleri oluşturan galaksilerin hala etrafta olduğunu söyledi.
Süper bilgisayarlarda yapılan yeni simülasyonlar, 100 kat daha küçük özellikleri çözebildi ve birleştirilmiş galaksilerin kalbinde ayrıntıları bir yıldan az bir ölçekte ortaya çıkardı.
Bu nedenle, gökbilimciler iki şey görebildiler: Birincisi, galaksilerin merkezindeki gaz ve toz, sıkı bir nükleer disk oluşturmak için yoğunlaştı. Sonra disk kararsız hale geldi ve gaz ve toz tekrar daraldı, sonunda daha yoğun bir kara delik oluşturan daha yoğun bir bulut oluşturdu.
Kazmozidis, kozmoloji üzerindeki etkilerinin çok geniş olduğunu söyledi.
Örneğin, standart fikir - bir galaksinin özelliklerinin ve merkez kara deliğinin kütlesinin birbiriyle ilişkili olduğu için, ikisi paralel olarak büyüyor - gözden geçirilmesi gerekecek. Modelimizde, kara delik galaksiden çok daha hızlı büyüyor. Yani karadelik hiç galaksinin büyümesiyle düzenlenmiyor olabilir. Galaksinin karadeliğin büyümesiyle düzenlenmesi olabilir. ”
Bu yeni model, gökyüzünü Einstein’ın genel görelilik kuramı olan kütleçekim dalgaları için doğrudan kanıt arayan araştırmacılara da yardımcı olabilir.
Genel göreliliğe göre, herhangi bir eski galaksi birleşmesi, kalıntıları bugün hala görünür olması gereken büyük yerçekimi dalgaları - uzay-zaman sürekliliğinde dalgalanmalar - yaratacaktır.
NASA'nın Lazer İnterferometre Uzay Anteni gibi yeni yerçekimi dalga dedektörleri, bu dalgaları doğrudan tespit etmek ve başka şekillerde incelenemeyen astrofiziksel ve fiziksel olaylara yeni bir pencere açmak için tasarlanmıştır.
Bilim adamları, erken evrendeki süper masif kara deliklerin nasıl oluştuğunu ve bu deneylerin sonuçlarını yorumlamak için bugün uzayda nasıl dağıldıklarını bilmeleri gerekecek. Yeni bilgisayar simülasyonları bir ipucu sağlamalıdır.
Galaksi çarpışması modellerinin videoları için bu bağlantıya bakın.
Kaynak: Ohio State Üniversitesi
