Neredeyse her büyük galaksinin merkezinde süper kütleli bir kara delik var. İki galaksi birleştiğinde, bunların kara delikleri ikili bir çift oluşturabiliyor; yani birbirine bağlı bir yörüngeye giriyorlar. Bu ikililerin nihayetinde birleşeceği varsayılsa da, böyle bir şey hiç gözlemlenmemişti.

Populer Science Türkçe’nin aktardığı çalışmaya göre araştırma takımı, ABD Ulusal Bilim Vakfına (NSF) bağlı NOIRLab tarafından işletilen Uluslararası Gemini Rasathanesinin diğer yarısı olan ve Hawai’de bulunan Gemini Kuzey teleskobundan aldıkları verileri kullanarak, eliptik B2 0402+379 galaksisi içerisindeki süper kütleli bir kara delik ikilisini analiz etti.

İki cismin de ayrı şekilde görülebilecek kadar detaylı yakalandığı tek süper kütleli kara delik ikilisi bu. İki süperkütleli kara delik içeren galaksilere yönelik gözlemler daha önce yapıldı ancak bu vakalarda söz konusu kara delikler birbirlerinden binlerce ışık yılı uzaytaydı; birbirlerine B2 0402+379’daki ikili gibi bağlı bir yörüngede olamayacak kadar uzaktalardı…

Ayrıca ikili, şimdiye kadar doğrudan gözlemlenen en ufak ayrışma rekorunu da taşıyor (sadece 24 ışık yılı kadar). Gücünü kara deliklerden alan daha küçük ayrışma olasılıklı diğer kaynaklar mevcut olsa da, bunlar dolaylı gözlemler yoluyla çıkarılmış ve bu yüzden en iyi aday ikililer şeklinde sınıflandırılabiliyorlar. Bu yakın ayrışma güçlü bir birleşmeyi haber verse de, yürütülen ek çalışmalar ikilinin bu mesafede üç milyar yılı aşkın süre boyunca takılıp kaldığını ortaya çıkardı. Bu durum, akıllara söz konusu gecikmenin neden kaynaklandığı sorusunu getiriyor.

KARA DELİKLERİN TOPLAM KÜTLESİNİ ÇIKARTMAYI BAŞARDILAR

Sistemin ve duran birleşmenin dinamiklerini daha iyi anlamak isteyen araştırma takımı, Genimi Kuzey’in Çoklu-Cisim Tayfölçeri’nden (GMOS) alınan arşiv verilerine göz gezdirdi. Veriler, araştırmacıların kara deliklerin etrafındaki yıldızların hızını belirlemesini sağladı.

Stanford Üniversitesinde çalışan ve makalenin eş yazarı olan fizik profesörü Roger Romani, “GMOS’un mükemmel hassasiyeti, galaksinin merkezine daha yakından baktıkça yıldızların artan sürat haritalarını çıkarmamızı sağladı” diyor. “Bu bilgilerle, orada duran kara deliklerin toplam kütlesini çıkarmayı başardık.”

Araştırma takımı, ikilinin kütlesinin Güneş’ten tam 28 milyar kat yüksek olduğunu tahmin ediyor. Bu değer, ikiliyi şimdiye dek ölçülmüş en ağır kara delik çifti haline getiriyor. Söz konusu ölçüm ikili sistemin oluşumu ve ana galaksisinin tarihiyle ilgili değerli bilgiler sunmanın yanı sıra, bir süper kütleli kara delik ikilisinin olası bir birleşmeyi geciktirmede kilit bir rol oynadığına yönelik uzun zamandır süregelen bir kuramı da destekliyor.1980 yılında Begelman vd. tarafından ileri sürülen bu kuramın, uzun bir süredir galaksi merkezlerine dönük yürütülen onlarca yıllık gözlemlere dayalı olarak meydana geldiği iddia ediliyor.

Uluslararası Gemini Rasathanesinde NSF program müdürü olan Martin Still, “Uluslararası Gemini Rasathanesindeki veri arşivi, bilimsel keşifler için bir altın madeni niteliğinde” diyor. “Bu olağanüstü süperkütleli kara delik ikilisi için yapılan kütle ölçümleri, bahsettiğimiz zengin arşivin araştırıldığı yeni çalışmaların olası etkisini gösteren büyüleyici bir örnek.”

Sistemin bu son derece büyük kütlesine dair yeni bilgilerle beraber araştırmacılar, yörüngeyi yavaşlatmak ve ikiliyi birbirine böylesine yaklaştırmak için olağan dışı miktarda fazla yıldızın gerekeceğine karar verdiler. Bu süreçte kara delikler, yakınlarındaki neredeyse tüm maddeleri fırlatmış ve galaksinin çekirdeğinde hiç yıldız ve gaz bırakmadı. Artık ikilinin yörüngesini daha fazla yavaşlatacak madde kalmayınca, birleşme son aşamalarda duraksadı.

“Normalde daha hafif kara delik ikililerine sahip galaksiler, ikisini hızla yaklaştırmak için yeterli yıldız ve kütle barındırıyor” diyor Romani. Bu ikili çok ağır olduğundan, işi tamamlamak için çok fazla yıldız ve gaz gerekli. Fakat ikili galaksi merkezini bu tür maddelerden arındırmış ve kendilerini bizim çalışmamız için duraksar, erişilebilir hale getirdi.”

İkilinin duraksamanın üstesinden gelip gelemeyeceği ve nihayetinde milyonlarca yıllık zaman ölçeğinde birleşip birleşemeyeceği veya sonsuza kadar bu yörünge belirsizliğinde devam edip edemeyeceği henüz belli değil. Eğer birleşirlerse; sonuç olarak ortaya çıkan kütleçekim dalgaları, yıldız kütleli kara delik birleşimleriyle oluşan dalgalardan yüz milyon kat daha kuvvetli olacak. İkilinin bu nihai mesafeye başka bir galaksi birleşimiyle ulaşması da mümkün. Böyle olursa, sisteme ilave madde veya potansiyel bir üçüncü kara delik girecek ve ikilinin yörüngesi birleşecek kadar yavaşlayacak. Fakat B2 0402+379’un durumu fosil küme olduğundan, başka bir galaktik birleşim muhtemel görünmüyor.

Stanford Üniversitesinde lisans öğrencisi ve makalenin baş yazarı olan Tirth Surti, “B2 0402+379’un çekirdeğini daha fazla inceleyerek, ne kadar gazın mevcut olduğuna bakacağız” diyor. “Bu sayede süperkütleli kara deliklerin nihayetinde birleşip birleşmeyeceğine veya ikili olarak kalıp kalmayacaklarına dair daha çok fikir edinebileceğiz.”