Büyük Patlama’dan hemen sonra çok sayıda çok küçük kara deliğin oluştuğunu varsayarsak (ilksel kara delikler olarak adlandırılır), bunlardan bazıları yeni yıldızların oluşumu sırasında yakalanabilir.
Çeviri: Suat Tatar
Varsayımsal bir senaryoda, küçük, ilkel kara delikler yeni oluşan yıldızlar tarafından yakalanabilir. Max Planck Astrofizik Enstitüsü’ndeki araştırmacılar tarafından yönetilen uluslararası bir ekip, şimdi “Hawking yıldızları” olarak adlandırılan bu yıldızların evrimini modelledi ve şaşırtıcı derecede uzun ömürlü olabileceklerini ve birçok açıdan normal yıldızlara benzeyebileceklerini buldu. Çalışma The Astrophysical Journal’da yayımlandı.
Asterosismoloji bu tür yıldızların belirlenmesine yardımcı olabilir ve bu da ilkel kara deliklerin varlığını ve karanlık madde için bir bileşen olarak rollerini test edebilir.
Bilimsel bir alıştırma yapalım: Büyük Patlama’dan hemen sonra çok sayıda çok küçük kara deliğin oluştuğunu varsayarsak (ilksel kara delikler olarak adlandırılır), bunlardan bazıları yeni yıldızların oluşumu sırasında yakalanabilir. Bu durum yıldızı yaşamı boyunca nasıl etkiler?
Max Planck Astrofizik Enstitüsü (MPA) Yıldız Bölümü Direktörü Selma de Mink, “Bilim insanları bazen daha fazla bilgi edinmek için çılgınca sorular sorarlar” diyor. “Böyle ilkel kara deliklerin var olup olmadığını bile bilmiyoruz ama yine de ilginç bir düşünce deneyi yapabiliriz.”
İlkel kara delikler, evrenin çok erken dönemlerinde, bir asteroid kadar küçük olanlardan binlerce güneş kütlesine kadar geniş bir kütle aralığında oluşmuş olabilir. Bunlar karanlık maddenin önemli bir bileşenini oluşturabilecekleri gibi, günümüz galaksilerinin merkezindeki süper kütleli kara deliklerin tohumları da olabilirler.
Çok küçük bir olasılıkla, yeni oluşmakta olan bir yıldız, bir asteroit ya da küçük bir ay kütlesinde bir kara delik yakalayabilir ve bu kara delik yıldızın merkezini işgal edebilir. Böyle bir yıldıza “Hawking yıldızı” denir ve adını bu fikri 1970’lerde bir makalede ilk kez ortaya atan Stephen Hawking’den alır.
Böyle bir Hawking yıldızının merkezindeki kara delik, kara deliği beslemek için gaz akışının dışarı akan parlaklık tarafından engellenmesi nedeniyle yalnızca yavaş büyüyecektir. Uluslararası bir bilim ekibi şimdi böyle bir yıldızın evrimini kara delik için çeşitli başlangıç kütleleri ve yıldız merkezi için farklı yığılma modelleri ile modelledi. Elde ettikleri şaşırtıcı sonuç şu oldu: Kara delik kütlesi küçük olduğunda, yıldız esasen normal bir yıldızdan ayırt edilemez.
Çalışmayı yöneten MPA Postdoc’u ve şimdi Yale Üniversitesi’nde Yardımcı Doçent olan Earl Patrick Bellinger, “Merkezinde bir kara delik barındıran yıldızlar şaşırtıcı derecede uzun yaşayabilir” diyor. “Güneşimizin merkezinde biz farkına varmadan Merkür gezegeni kadar büyük bir kara delik bile olabilir.”
Böyle bir Hawking yıldızı ile normal bir yıldız arasındaki temel fark, kara deliğe yığılma nedeniyle konvektif hale gelecek olan çekirdeğin yakınında olacaktır. Bu durum yıldızın yüzeyindeki özelliklerini değiştirmeyecek ve mevcut tespit yeteneklerinden kaçacaktır. Bununla birlikte, gökbilimcilerin bir yıldızın içini araştırmak için akustik salınımları kullandıkları nispeten yeni bir alan olan asterosismoloji kullanılarak tespit edilebilir.
Ayrıca daha sonraki evrimlerinde, kırmızı dev evresinde, kara delik karakteristik imzalara yol açabilir. PLATO gibi gelecek projelerle bu tür nesneler keşfedilebilir. Bununla birlikte, çeşitli kütle ve metaliklikteki yıldızlara bir kara delik yerleştirmenin sonuçlarını belirlemek için daha fazla simülasyona ihtiyaç vardır.
Eğer ilkel kara delikler gerçekten de Büyük Patlama’dan hemen sonra oluştuysa, Hawking yıldızlarını aramak onları bulmanın bir yolu olabilir.
Çalışmanın yazarlarından Illinois Eyalet Üniversitesi’nden Profesör Matt Caplan, “Güneş bir alıştırma olarak kullanılsa da, Hawking yıldızlarının küresel kümelerde ve ultra soluk cüce galaksilerde yaygın olacağını düşünmek için iyi nedenler var” diyor.
“Bu, Hawking yıldızlarının hem ilkel kara deliklerin varlığını hem de karanlık madde olarak olası rollerini test etmek için bir araç olabileceği anlamına geliyor.”
Kaynak: https://phys.org/news/2023-12-black-hole-sun-1.html
