Gökbilimciler Nobeyama 45m radyo teleskobunu kullanarak Samanyolu Galaksisinin merkezinde, Güneş’ten 100 bin kat daha ağır, görünmez bir kara deliğin işaretleriyle karşılaştı. Gökbilimciler bu orta kütleli kara deliğin galaksilerin merkezindeki süper kütleli kara deliklerin doğuşlarını anlamada anahtar olabileceğini tahmin ediyor.
Japonya’daki Keio Üniversitesi’nden Prof. Tamarahu Oka öncülüğündeki birtakım gökbilimci, Samanyolu’nun merkezinden yalnızca 200 ışık yılı uzakta CO-0.40-0.22 isimli ne olduğu muammalı bir gaz bulutu buldu. Gaz bulutunu sıra dışı yapan şey, sahip olduğu şaşırtıcı geniş hız dağılması; bulut oldukça geniş bir hız aralığında bulunan bir gaz içeriyor. Takım bu gizemli özelliği ikisi de Japonya Ulusal Astronomi Rasathanesi tarafından çalıştırılan Japonya’daki Nobeyama 45m ve Şili’deki ASTE radyo teleskopları aracılığıyla buldu.
Daha detaylı araştırmak için takım yine Nobeyama 45m teleskobunu kullanarak 18 molekülden çıkan 21 çizgiyi inceledi. Sonuçlar gaz bulutunun eliptik bir şekle sahip olduğunu ve bulutun iki bileşenden oluştuğunu gösterdi: 100 km/s’lik oldukça geniş hız dağılımları olan katı ama düşük yoğunluklu bileşen ve dar hız dağılımlarıyla 10 ışık yılına uzanan yoğun bileşen.
Bu hız dağılımlarını çok geniş yapan şey nedir? Bulutun içinde delikler yok. Ayrıca X-ray ve kızılötesi gözlemler de hiçbir katı obje bulamadı. Bu özellikler hız dağılımının süpernova patlamaları gibi çevreden gelen enerjilerle gerçekleşmediğini gösteriyor.
Takım güçlü bir kütleçekimi kuvvetiyle fırlatılan gaz bulutlarının basit bir simülasyonunu yaptı. Simülasyonda önce kütleçekim kaynağı gaz bulutlarını çekiyor ve bulutların hızı artabildiği noktaya kadar artıyor, objeye en yakın noktada maksimuma ulaşıyor. Daha sonra bulutlar devam edip objeyi geçiyor ve hızları düşüyor. Takım eğer 0,3 ışık yılı yarıçaplı ve Güneş’in kütlesinden 100 bin kat daha büyük bir kütleçekim kaynağı kullanırsa gözledikleri verilere en iyi uyumu sağlayabildiğini buldu. Astrophysical Journal Letters’da yayımlanan makalede makalenin başyazarı Oka şöyle açıklıyor: “X-Ray ve kızılötesi gözlemlerde hiçbir katı objeyle karşılaşmadığımız gerçeğini düşünürsek, bildiğimiz kadarıyla yoğun kütleli obje için en iyi aday bir kara delik.”
Eğer durum böyleyse, bu orta kütleli bir karadeliğin ilk keşfi. Gökbilimciler bugüne kadar iki boyutta kara delik biliyordu: Çok ağır yıldızların devasa patlamalarıyla oluşmuş yıldız kütleli kara delikler ve genellikle galaksilerin merkezinde bulunan süper kütleli kara delikler (SMBH). Süper kütleli kara deliklerin kütleleri Güneş’in kütlesinin birkaç milyon katından milyarlarca katına kadar büyüklükte olabilir. Şimdiye kadar pek çok süper kütleli kara delik bulundu, fakat bunların nasıl oluştuğunu hiç kimse bilmiyor. Bir fikir bunların çok sayıda orta kütleli karadeliğin birleşmesiyle oluştuğu. Ama bu fikir bir problem ortaya çıkarıyor, bugüne kadar orta kütleli kara deliklerin bulunduğuna dair hiçbir sağlam gözlemsel kanıt yok. Eğer Sgr A’dan (Samanyolu’nun merkezindeki 400 milyon Güneş kadar kütlesi olan süper kütleli kara delik) yalnızca 200 ışık yılı uzaktaki CO-0.40-0.22 bulutu bir orta kütleli kara delik içeriyorsa, bu süper kütleli kara deliklerin orta kütleli kara deliklerin birleşmesiyle oluştuğu fikrini destekleyebilir.
Bu sonuçlar radyo teleskoplarıyla kara delik araştırmak için yeni bir yol açtı. Yakındaki gözlemler CO-0.40-0.22’ye benzer geniş hız dağılımlı sıkışık başka bulutların da olduğunu ortaya çıkardı. Takım bu bulutların bazılarının kara delik içerebileceğini öngörüyor. Bir çalışma Samanyolu galaksisinde 100 milyon tane kara delik olduğunu, fakat X-ray gözlemlerinin şimdiye kadar yalnızca bir kaç düzinesini bulduğunu söylüyor. Kara deliklerin çoğu karanlıktır ve herhangi bir dalga boyunda gözlenmesi çok zordur. Oka’ya göre gaz hareketlerinin radyo teleskoplarıyla incelenmesi, karanlık kara deliklerin araştırılmasında tamamlayıcı bir yol sağlayabilir. Ayrıca, Oka Nobeyama 45m teleskobu kullanılarak devam etmekte olan Samanyolu geniş alan araştırma gözlemlerinin ve ALMA teleskobu kullanılarak yapılan galaksi yakınlarındaki yüksek çözünürlüklü gözlemlerin kara delik adaylarının sayısını çarpıcı bir şekilde artırmakta büyük bir potansiyel taşıdığını belirtiyor.
Gözlem sonuçları Oka ve ekibi tarafından yayımlandı. Takım üyeleri Tomoharu Oka, Reiko Mizuno, Kodai Miura ve Shunya Takekawa imzalı yazı, Astrophysical Journal Letters dergisindeki “Galaksimizin Merkez Moleküler Bölgesindeki Orta Kütleli Karadeliğin İmzası” başlığıyla 1 Ocak 2016’da yayımlandı. Bu araştırma bilimsel araştırmalar için devlet desteği veren Japon Bilim Teşvik Derneği (JSPS) tarafından desteklendi.
