Galaksilerin merkezindeki dev kara delikler, başka bir kara delikle birleştiğinde yerinden uzaklaşabilir. Yaklaşık 100 bin kuasarın incelendiği araştırma, bu görüşü destekleyen bir iz buldu. Kara deliklerin hareket hızıyla çevrelerindeki toz arasında ilişki kuran sonuçlar, 2016 tarihli bir tahminle örtüşüyor.
Birmingham Üniversitesi'nden Bence Bécsy'nin yönettiği ekip, Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması'nın verilerini kullandı. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisi çalışmaya yer verdi. Bulgular, kara deliklerin merkezden savrulması fikrini destekliyor; ancak başka açıklamalara da kapı bırakıyor.
Büyük galaksilerin çoğu, merkezinde Güneş'in milyonlarca ya da milyarlarca katı kütleye sahip bir kara delik barındırıyor. İki galaksi birleştiğinde merkezlerindeki kara delikler de birbirine yaklaşıp birleşebiliyor.
Bu süreç, uzay ve zamanda dalgalanmalar yaratıyor. Kütle çekim dalgaları her yöne eşit güçte yayılmazsa birleşmenin oluşturduğu kara delik bir geri tepme yaşıyor. Bu etki, kara deliği saatte birkaç milyon kilometreye ulaşan hızlarla galaksi merkezinden uzaklaştırabiliyor.
Kara delik galaksinin çekiminden kurtulamazsa geri dönüyor. Merkezden geçiyor, karşı tarafta yavaşlıyor ve yön değiştiriyor. Bir sarkaç gibi gidip geliyor; merkezden geçerken en yüksek hızına ulaşıyor.
Kuasarlar, çevresinden gaz çeken dev kara deliklerin güç verdiği parlak galaksi merkezleri. Ekip, bu kaynakların ışığında iki ipucu aradı: hareket ve toz.
Kara deliğe yakın gaz onunla hareket ederken uzaktaki gaz aynı hareketi izlemiyor. Araştırmacılar, bu bölgelerden gelen ışığın farkını kullanarak kara deliğin galaksisine göre hızını tahmin etti. Kuasarın benzer kaynaklara göre ne kadar kırmızı göründüğü de toz miktarı hakkında bilgi verdi.
Peter Raffai, Zoltán Haiman ve Zsolt Frei, 2016'da bilgisayar modelleriyle bu iki özellik arasında bağlantı öngördü. Modellere göre merkezden uzaklaşıp geri dönen kara delikler, tozun yoğun olduğu merkezden hızla geçiyor. Bu yüzden yüksek hızla hareket eden kara deliklere sahip kuasarların ışığında daha fazla tozun izi bulunmalı.
Ekip, verilerde bu ilişkiyi buldu. En hızlı grupta yoğun tozun örttüğü kuasarların oranı, en yavaş gruptakinin üç katına çıktı.
Araştırmacılar veri seçimini ve ölçüm yöntemini değiştirdiğinde de ana sonuç korundu. Yalnızca kara deliğin hareketini izlemeyen gaz bölgelerini karşılaştırdıklarında ise ilişki kayboldu.
Ekibin yorumu doğruysa örnekteki kuasarların yaklaşık yarısı, yakın geçmişte bir kara delik birleşmesi yaşamış olabilir. Ancak bu tahmin, modellerin varsayımlarına dayanıyor. Araştırmacılar başka fiziksel süreçleri elemek için ek gözlemlere ihtiyaç duyuyor.
Sonuçlar, gelecekteki LISA uzay gözlemevinin kaç birleşme yakalayabileceğine ilişkin tahminlere de katkı sağlayabilir. Avrupa Uzay Ajansı, LISA'yı 2035'te uzaya göndermeyi planlıyor. Aralarında 2,5 milyon kilometre mesafe bulunan üç uzay aracı, dev kara delik birleşmelerinin oluşturduğu kütle çekim dalgalarını arayacak.
