Bildiğiniz gibi kara deliklerin tespit edilmesi çok zordur çünkü etraflarındaki boşluk kadar karadırlar. Karadeliklerin yerlerini ancak özel durumlarda, örneğin yakınlardaki bir yıldızdan gaz çıkardıkları veya birleşip kütleçekimsel dalgalar yaydıkları zaman belirleyebiliriz. Peki kaç tane kara delik var? Bu soruyu cevaplamak için gökbilimciler, tahminler yapmak için teorik hesaplamalara başvurmalıdır.
Bir kara deliğin bileşenleri
Bir kara delik yaratmak için yıldızlar yaratmanız gerekir çünkü kara delikler yıldızların ölümüyle oluşur. Bu nedenle araştırmacılar, evrende kaç tane kara delik olduğunu öğrenmek için birkaç adım geri gitmek zorunda kaldı.
İlk adım, milyarlarca yıllık kozmik tarih boyunca galaksilerin evrimini modellemektir. Ne de olsa galaksiler yıldızların evidir ve genel evrimleri, içlerinde her türden kaç yıldızın görüneceğini etkiler. Örneğin, bazı galaksiler her yıl sürekli olarak yeni yıldızlar oluşturabilir. Diğerleri, inanılmaz derecede yoğun yıldız oluşumu üreten birleşmeler yaşayabilir, ancak daha sonra yanıp söner ve kayda değer hiçbir şey yapmaz.
Gökbilimciler, kozmik zaman boyunca gökadaların istatistiklerini gözlemlediler ve gökada birleşme oranlarında ve demografik özelliklerde genel bir eğilime dikkat çektiler. Diğer bir önemli faktör, galaksinin içindeki hidrojen ve helyum dışındaki elementlerin miktarının bir ölçüsü olan galaksinin "metalikliği"dir (gökbilimciler bunlara "metaller" derler). Daha büyük galaksilerin daha fazla gazı vardır, bu da daha fazla yıldız oluşturmalarına olanak tanır. Ancak daha fazla metal, gaz soğutmasını geliştirebilir ve bu da galaksilerin yeni yıldızları daha verimli bir şekilde üretmesine yardımcı olur.
kara delik tarifi
Gökbilimciler, bu yapı taşlarını kullanarak, evrende kaç tane küçük, orta ve büyük yıldızın göründüğünü söyleyen galaksilerdeki yıldız popülasyonunun bir modeline sahipler. Ve sonra, bu yıldızların evriminin - ve en önemlisi ölümünün - izini sürmeleri gerekiyordu. Bunu yapmak için, belirli bir yıldızın özelliklerini (kütlesi ve metalikliği) ömrü ve olası ölümüyle ilişkilendiren modellemeye yöneldiler. En büyük yıldızların yalnızca bir kısmı kara delikler doğurur ve bu simülasyon gökbilimcilere her yıl galaksideki yıldızların yüzde kaçının söndüğünü söyler.
Gökbilimciler daha sonra ikili sistemlerin evrimini izlemek zorunda kaldılar, çünkü kara delikler kardeş yıldızlarından beslenerek onları gazla doldurabiliyordu. Böylece, ikili sistemde oluşan bir kara delik, sonunda tek başına doğan bir kara delikten daha büyük olacaktır.
Karadelikler yaşlandıkça, astronomların da takdir ettiği gibi çevredeki herhangi bir gazla beslenmeye devam ederler. Son olarak, bazen karadelikler yıldızlararası uzayın karanlığında birbirlerini bulur ve birleşirler. Bu nedenle, doğru bir araştırma yapmak için gökbilimcilerin her galaksideki kara delik birleşme oranını tahmin etmeleri gerekiyordu.
Büyük bir kara delik sayımı
Gökbilimciler, hepsini bir araya getirerek milyarlarca yıl boyunca kara deliklerin popülasyonunu takip edebildiler. Herhangi bir zamanda her büyüklükte kaç tane kara deliğin var olduğuna dair bir tür astronomik nüfus sayımı olan sözde "kütle işlevi" yaptılar.
Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, süper kütleli kara delikler olarak adlandırılan en büyük kara delikler, küçük emsallerinden çok daha nadirdir. Araştırmacılar, uzayın her kübik megaparsekinde (burada bir megaparsek 1 milyon parsek veya 3,26 milyon ışık yılıdır), evrenimizin Güneş kütlesine sahip yaklaşık 50 milyon kara delik içerdiğini bulmuşlardır. Her kara delik Güneş'in kütlesinin birkaç katıysa, bu aynı hacimde yaklaşık 10 milyon ayrı kara delik anlamına gelir.
Bunu perspektife koymak gerekirse, kara deliklerin içerdiği toplam kütle miktarı, yıldızların içerdiği kütlenin yaklaşık %10'u kadardır. Yani, gece gökyüzünde gördüğünüz tüm yıldızların arasında saklanan pek çok kara delik vardır. Öte yandan, süper kütleli kara delikler son derece nadirdir ve her galaksi genellikle bu canavarlardan yalnızca birine ev sahipliği yapar. Toplamda, kara delikler bugün evrendeki tüm baryonik (karanlık olmayan) maddenin yaklaşık %1'ini oluşturuyor.
Ayrıca okuyun:
- Galaksimizin dışındaki bir yıldız kümesinde bir kara delik keşfedildi
- Fizikçiler yanlışlıkla kara delikler hakkında yeni bir keşif yaptılar