Yaklaşık 750 milyon ışık yılı uzaklıktaki bir galakside şimdiye kadar gördüğümüz en büyük süper kütleli kara delik çifti keşfedildi.
Çiftin toplam kütlesi Güneş'in kütlesinin 28 milyar katı. Bu kütleyi aşan tek tek kara delikler olsa da, B2 0402+379 adlı bir galakside gizlenen bu çift, bulduğumuz en büyük kara delik ikilisini temsil ediyor.
Ve gökbilimcilerin bir araya geldiklerinde bu gargantua'ya ne olduğunu anlamalarına yardımcı olan birkaç tuhaf özellik sergiliyorlar.
Kara deliklerin süper kütleli boyutlara büyümesi, belirsizlikleri büyük ölçüde kesin olarak bilinmeyen gizemli bir süreçtir.
Küçük kara delikler, atomik yakıtlarını tüketmiş ve artık parlayamayan büyük yıldızların çökmüş çekirdeklerinden oluşur. Bu yıldız kütleli kara delikler birbirleriyle çarpışarak büyüyebilir ve çekirdek çökmesi yoluyla oluşamayacak kadar büyük nesneler üretebilirler.
Kara deliklerin süper kütleli boyutlara (Güneş'in kütlesinin milyonlarca ila milyarlarca katı) ulaşabilmeleri için bir yöntem olmalıdır. Eğer küçük kara delikler çarpışıp birleşebiliyorsa, büyüklerin de çarpışıp birleşebileceğini varsaymak mantıklı görünüyor; bir dizi hiyerarşik birleşme sonunda her galaksinin kalbinde yer alan dev kara delikler ortaya çıkacaktır.
Ancak teoriye göre potansiyel bir sorun var. İkili yıldızlardaki kara delikler yörünge momentumlarını kaybederek birbirlerine yaklaşır, bilinmeyen bölgelere fırlayan yakındaki gaz yıldızlarına aktarır ve yerçekimi dalgaları şeklinde kaybederler.
Yörünge mesafesi küçüldükçe, enerjilerini aktarabilecekleri uzay bölgesi de küçülür. Yaklaşık bir parsek ya da 3,2 ışık yılı mesafede, artık daha fazla momentum aktarmak için yeterli alan kalmadığından, yörünge bozunması durur ve sabitlenir. Bu son parsek problemi olarak bilinir.
Stanford Üniversitesi'nden astrofizikçi Tirth Surti liderliğindeki bir ekibe göre B2 0402+379, son parsek probleminin iş başındaki mükemmel bir örneği olabilir.
Araştırmacılar, Gemini North teleskobundaki Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) tarafından toplanan arşiv verilerini dikkatli bir şekilde inceleyerek B2 0402+379'un merkezine gömülü iki kara deliğin özelliklerini ve davranışlarını hesaplayan yeni bir analiz yaptılar.
Elde ettikleri sonuçlar bize ikilinin kütlesini (28 milyar güneş kütlesi) veriyor ve galaksinin kendisinin bir galaksi kümesinin 'fosili' olduğunu ortaya koyuyor. B2 0402+379 bir zamanlar takılan bir grup galaksiydi; sonunda birbirlerine yapıştılar ve B2 0402+379 oldular.
İkili süper kütleli kara delik, galaktik merkeze düşen ve orada kalan kara delik kümesinden geriye kalan şeydir.
Bu iki kara delik 7,3 parsek ya da 24 ışık yılı mesafeyle birbirinden ayrılıyor. Bu ne tam olarak son parsek ne de gördüğümüz en sıkı süper kütleli kara delik ikilisi.
Ancak bunu ilginç kılan şey, ekibin analizinin yörünge bozulmasının durduğunu göstermesidir. Bu kara delikler yaklaşık 3 milyon yıldır istikrarlı bir yörüngede bu mesafeyle ayrılmış durumdalar.
Bu keşif, yüksek kütlenin son parsek probleminde bir rolü olabileceğini gösteriyor. Ekip, ikilinin önceki yörünge bozunumunun çevrelerinden o kadar çok yıldız fırlattığını ve artık yörünge momentumlarını aktarabilecekleri hiçbir yıldız kalmadığını düşünüyor. Şimdilik oldukça sıkışmış durumdalar.
Stanford Üniversitesi'nden astrofizikçi Roger Romani, "Normalde daha hafif kara delik çiftlerine sahip galaksilerin, ikisini hızla bir araya getirmeye yetecek kadar yıldız ve kütleye sahip olduğu görülüyor" diyor.
"Bu çift çok ağır olduğu için işi halletmek için çok sayıda yıldız ve gaz gerekiyordu. Ancak ikili, merkezi galaksiyi bu tür maddelerden arındırarak durağan ve çalışmamız için erişilebilir hale getirdi."
Peki şimdi ne olacak? Bir şekilde kara deliklerin ikilinin birleşik kütlesinden daha büyük olabileceğini biliyoruz, ancak bu ultra kütleli devler oldukça nadir görünüyor. B2 0402+379'un nükleer ikilisi, yörüngesel momentumunu kaybetmek için acil bir yol olmaksızın oldukça kararlı görünüyor.
Başka bir galaktik birleşmenin ardından partiye üçüncü bir süper kütleli kara delik gönderecek materyal enjeksiyonundan doğru yönde bir tekme kazanabilir; ancak ilk kümeyi oluşturan tüm galaksiler zaten B2 0402+379'u oluşturmak için birleşti, bu yüzden kartlarda görünmüyor.
Bununla birlikte, başka bir olasılık daha var. Galaksi içinde, durmuş birliğe yardım eli uzatabilecek bazı materyaller olabilir.
Tirth, "B2 0402+379'un çekirdeğinde ne kadar gaz bulunduğuna bakacağımız takip araştırmalarını dört gözle bekliyoruz" diyor. "Bu bize süper kütleli kara deliklerin sonunda birleşip birleşemeyecekleri ya da ikili olarak sıkışıp kalıp kalmayacakları konusunda daha fazla fikir verecektir."
