Kuasar, evrendeki en parlak ve en enerjik nesnelerden biri olarak, bir galaksinin merkezinde maddeyi yutan süper kütleli bir kara delikten oluşuyor. Bilim insanları şimdi, kozmik tarihin o kadar erken dönemlerine ait kuasarlar buldu ki, bu ilkel zamanda nasıl var olabildikleri kafa karıştırıyor.
Avrupa Uzay Ajansı'nın Euclid uzay teleskobunu kullanan araştırmacılar, 31 antik kuasar tespit ettiklerini açıkladı. Bu gözlemler, evrenin en erken dönemlerinde sanılandan çok daha ileri bir yapıya sahip olduğu gizemini derinleştiriyor.
Tespit edilenler arasında bilinen en eski iki kuasar da yer alıyor. Bunlar yaklaşık 13,1 milyar yıl öncesine, yani evrenin şu anki yaşının yalnızca yüzde 5'i kadar olduğu, Büyük Patlama'dan yaklaşık 670 milyon yıl sonrasına tarihleniyor. Her ikisi de Güneş'ten yaklaşık bir trilyon kat daha parlak parlıyor.
Bu tür kuasarlar, Güneş'in kütlesinin yüz milyonlarca ila milyarlarca katı büyüklüğündeki kara delikler tarafından besleniyor, ancak bu ikisinin kütleleri henüz tam olarak ölçülmüş değil.
Hollanda'daki Leiden Üniversitesi Leiden Gözlemevi'nde doktora öğrencisi ve çalışmanın başyazarı Daming Yang, "Kuasar, bir galaksinin alevli çekirdeğidir" dedi. "Merkezde dev bir kara delik bulunur. Kara deliklerin kendisi karanlıktır, ancak kara deliğin kütleçekimi gaz ve tozu içine çeker; bunlar giderin içinden su akar gibi sarmal çizerek yaklaşır. Bu sırada gaz inanılmaz derecede ısınır ve çevresindeki tüm galaksiden daha parlak parlar."
Çalışmada tanımlanan en eski iki kuasar, bilim insanlarının "yeniden iyonlaşma dönemi" veya kozmik şafak dediği evren tarihinin bir bölümüne ait. Yang, "O zamanlar evren çok daha küçük ve yoğundu ve nötr hidrojen sisiyle kaplıydı. Aynı zamanda hızlı bir değişim dönemiydi: ilk yıldızlar, galaksiler ve kara delikler yanarak o sisi temizliyor ve evreni bugün gördüğümüz saydam hale dönüştürüyordu" diye konuştu.
Bu dönemde hidrojen atomları elektronlarından sıyrıldı ve galaksiler arası uzaydaki hidrojenin bugün hâlâ bulunduğu duruma geçti.
DERİNLEŞEN BİR GİZEM
Bilim insanları son yıllarda James Webb Uzay Teleskobu ve Euclid gibi araçların gözlemleri sayesinde evrenin en erken dönemlerine dair daha fazla bilgi edindi. Bu dönemde olgun galaksiler ve yeni çalışmanın da gösterdiği gibi, içlerinde aç ve devasa süper kütleli kara delikler bulunuyordu.
Çalışmanın ortak yazarı ve Kaliforniya Üniversitesi Santa Barbara ile Leiden Üniversitesi'nden astrofizikçi Joseph Hennawi, "O zamandan beri evren doğrusal ölçekte yaklaşık sekiz kat genişlediği için her şey çok daha küçük bir hacme sıkışmıştı" dedi. Hennawi, "Bu uzak kuasarların bize söylediği en önemli şey, bu süper kütleli kara deliklerin son derece erken kozmik zamanlarda zaten var olduğudur. Bu, bu nesneleri büyütmek için çok fazla zaman bırakmıyor çünkü evren çok genç. Bu, astrofizikteki büyük çözülmemiş bir sorun" diye ekledi.
Bu ölçekte erken dönem süper kütleli kara deliklerin varlığı, kara delik büyümesine dair mevcut anlayışı sınırlarına kadar zorluyor. Yang, "Ya ilk kara delikler egzotik bir yolla zaten büyük doğdu ya da düşündüğümüzden çok daha hızlı büyüdüler. Zamanda her geri adım bu bilmeceyi daha da zorlaştırıyor. İşte tam olarak bu nesnelerin temel gizemi bu. Ve dürüst olmak gerekirse, bu çalışma onu çözmekten çok derinleştiriyor" ifadelerini kullandı.
En eski galaksiler, bugün görülen büyük sarmal ve dev eliptik yapılardan farklıydı. Nispeten daha küçüktüler, ancak yıldız oluşumunu tetikleyen gaz bakımından daha zengindiler.
Bugün olduğu gibi, bu galaksilerin her birinin merkezinde süper kütleli bir kara delik bulunuyor. Samanyolu Galaksisi'nin çekirdeğinde Yay A* adı verilen bir kara delik var, ancak şu anda sakin bir evrede.
Euclid, 2023 yılında esas olarak karanlık enerji ve karanlık madde adı verilen gizemli kozmik bileşenleri araştırmak için fırlatıldı, ancak kuasarları da gözlemleyerek bilimsel bir bonus sağladı.
Yang, "Euclid'den önce, tüm astronomi topluluğunun onlarca yıllık arayışı, büyük ölçüde mevcut teleskoplarla sınırlı olarak, erken dönemden yalnızca bir avuç kuasar ortaya çıkarmıştı. Bu örneklemle yeni bir döneme giriyoruz: bu en eski süper kütleli kara delikleri bir popülasyon olarak incelemek ve nihayet evren çok gençken nasıl doğup bu kadar hızlı büyüdüklerini anlamak" dedi.
