Evrenin en parlak patlamalarından bazılarının görünmez bir tetikleyicisi olabilir. Uluslararası bir astrofizik ekibi, evrenin en erken anlarından kalma varsayımsal kalıntılar olan ilkel kara deliklerin beyaz cüce yıldızların içinden geçerek onları astronominin en çok incelenen kozmik işaretlerinden Tip Ia süpernova olarak patlatabileceğini buldu.

The Astrophysical Journal'da yayımlanan araştırma, Tokyo Üniversitesi Kavli Evrenin Fiziği ve Matematiği Enstitüsü'nde (Kavli IPMU) misafir yardımcı bilim insanı olan SUNY Politeknik Enstitüsü'nden Shing-Chi Leung tarafından yönetildi; ekipte Kavli IPMU araştırmacıları Ken'ichi Nomoto ve Alexander Kusenko da yer aldı.

İlkel kara deliklerin, kozmik enflasyon sırasında hızlı genişlemenin madde yoğunluğundaki ufak dalgalanmaları büyütmesiyle oluştuğu düşünülüyor. Görünmez olmalarına rağmen kütleçekimsel etkileri sayesinde uzun zamandır evrendeki maddenin büyük çoğunluğunu oluşturduğu düşünülen görünmez madde olan karanlık madde adayları arasında gösteriliyorlar.

Bunlardan biri, yakıtını tüketmiş düşük kütleli bir yıldızın yoğun kalıntısı olan bir beyaz cücenin içinden geçerse, kütleçekimi yıldızın içinde güçlü gelgit kuvvetleri uyandırarak onu dengesizleştirebilir ve kontrolden çıkan termonükleer bir patlamayı — yani bir Tip Ia süpernovayı — ateşleyebilir. Ekibin önceki çalışması bu tür patlamaların standart Tip Ia ışık eğrilerini taklit edebileceğini göstermişti; yeni çalışma modeli gerçek nesnelerle karşılaştırarak bir adım daha ileri gidiyor.

Araştırmacılar simülasyonlarını iyi bilinen süpernova kalıntılarıyla (Tycho, Kepler, 3C 397), SN 2011fe ve SN 2012cg gibi yakın süpernovalarla ve Samanyolu yıldızlarının kimyasal bolluklarıyla karşılaştırdı. Nikel-56 ve nikel-57 gibi radyoaktif izotoplar ile manganez ve nikel gibi kararlı elementler, patlayan yıldızların kütlelerini ve metalliklerini tahmin etmeye yarayan imzalar sundu.

Çarpıcı biçimde, analiz galaksimizde gözlemlenen kimyasal bolluk eğilimlerini açıklamak için Tip Ia süpernovaların sıfırdan farklı bir bölümünün ilkel kara delik kaynaklı olması gerektiğini öne sürüyor — yani bu ele avuca sığmayan nesneler milyarlarca yıldır Samanyolu'nun kimyasını sessizce şekillendirmiş olabilir.

"Gökyüzünde gözlemlediğimiz bazı süpernovalar, ilkel kara deliklerin sonucu olabilir," diyen Leung, "Bu kaçamak varlıkları doğrudan gözlemleyemesek de özelliklerini incelememiz için doğada pek çok ilginç ipucu bırakıyorlar" ifadelerini kullandı. Ekip sıradaki adımda mekanizmanın konvansiyonel süpernova popülasyonunu ve oranlarını nasıl etkilediğini incelemeyi planlıyor.

Kaynaklar