Araştırmacılar haklıysa, küresel kümeler kara delikler ile dolu olabilir. Samanyolumuzun yıldızlarını dikkatlice haritalandırdıkça, bize onun tarihini anlatan özellikleri belirleyebiliriz. Bunlar, bir şeyin Dünya’yı tespit edebileceği bir alandan geçen yıldızlar gibi yerel ayrıntıları içerir . Ve bizimkiyle birleşen daha küçük galaksilerin geride bıraktığı yıldızların izleri gibi çok daha büyük yapıları içerir.
Ancak keşfettiğimiz bir özellik biraz kafa karıştırıcı oldu: bir galaksi çarpışmasından gelemeyecek kadar küçük ve ince yıldız izleri. Kaynağını bulamadığımız onlarcası var. Boyutları, küresel bir kümeden geldiklerini gösteriyor , ancak bu kümelerin, bu tür bir akışı oluşturmak için yeterli bir hızda yıldızları fırlatması için açık bir mekanizma yok.
Şimdi, bir araştırma ekibi çok açık olmayan bir mekanizma önerdi: Zamanla, kümelere tüm yıldızları fırlatan kara deliklerle hakim olabilir.
Kümeden arındırma
Küresel kümeler, Samanyolu’nun yörüngesinde birlikte dönen yoğun yıldız gruplarıdır. Karşılıklı ağırlıkları tarafından birlikte tutulurlar. Karmaşık etkileşimler kaçınılmaz olarak bazı yıldızları fırlatacak, ancak kayda değer bir oranda değil, bu da kümeleri son derece uzun ömürlü kılıyor.
Ancak araştırmacılar, Palomar 5 adlı olağandışı bir küresel kümeye bakarak çalışmalarına başladılar. Her iki uzun kayıp yıldız kuyruğuna sahiptir ve toplam kütlesi nispeten küçüktür, bu da onu incelediğimiz diğer kümelere kıyasla dağınık hale getirir. Düşük yoğunluk, Palomar 5’in yıldız kaybetmesini kolaylaştırır, ancak geçmişteki yıldız kaybından da kaynaklanmış olabilir ve biraz tavuk-yumurta sorunu yaratmış olabilir. Böylece, araştırmacılar küresel küme evrimini modellemeye ve Palomar 5’e benzeyen bir şey üretebilecek bir model bulmaya karar verdiler.
Araştırmacılar, bir yıldız kümesini alan ve gökada merkezinin yörüngesinde dönerken birbirleriyle ve Samanyolu ile yerçekimsel etkileşimlerini modelleyen bir model oluşturdular. Bir dizi GPU’dan ve doğru yazılımdan gelen bazı yardımlar sayesinde , bu simülasyonları milyarlarca yıl boyunca çalıştırabildiler. Parametreleri değiştirerek, sonunda Palomar 5’e benzeyen kümelerle hangi faktörlerin ilişkili olduğunu bulabilirler.Gizli bileşenin kara deliklerle olduğu ortaya çıktı. Kara delikler oluşumlarını takiben kümede kaldıklarında -yani süpernova onları galaksinin başka bir yerine uçurmak için yeterli hareket sağlamadı- yavaş yavaş küme kütlesinin yaklaşık yüzde 90’ını çıkardılar. Bu, kümenin yoğunluğunu, kısmen yıldız fırlatmaları ve kısmen de gaz ve diğer malzemeleri ısıtarak uzaklaştıran karadeliklerle, yaklaşık üç büyüklük derecesine düşürür.
Palomar 5’e en uygun modelde, küme içeriğinin yaklaşık dörtte biri toplamda 124’ü kara delikler olmak üzere bırakıldı. Bu kara delikler, aynı zamanda, oluşmaları gerekenden çok daha büyüktü (ortalama kütle, Güneş’inkinin yaklaşık 17 katıydı), bu, yoğun bir şekilde beslendiklerini veya birleştiklerini gösteriyor.
Gelecek siyah
Araştırmacılar ayrıca kara deliklerin küresel küme evrimini nasıl etkileyebileceğini anlamak için Palomar 5’e benzeyen bir küme oluşturmayan model koşularına da baktılar. Bir kümenin karadelik açısından zengin bir geleceğe sahip olup olmadığını belirleyen anahtar faktör, başlangıç yoğunluğudur. Yıldız kümesi yeterince yoğunsa, yerçekimi etkileşimleri karadelikleri devralmadan önce çıkarma eğilimindedir.
Bir küme bu yolda ilerliyorsa, üç milyar yıllık bir süre içinde yıldızlarının yarısından fazlasını fırlatacaktır ve bu, bu araştırmayı başlatan yıldızların izlerini oluşturmak için yeterli bir orandır.
Düşük yoğunluklu kümelerde, kara delikler merkeze yakın bir yerde bulunur ve bunun yerine yıldızlar fırlatılır. Araştırmacılar, bazı koşullar altında, bir kümenin, neredeyse tüm yıldızların fırlatılmasıyla, esasen yüzde 100 kara delik olduğu noktaya gelebileceğini söylüyor.
Modelin en büyük zayıflığı, yıldızlar, kara delikler ve kümede bulunan gaz arasındaki etkileşimleri içermemesidir. Bu faktörlerin sonuncusu olan gaz, cisimleri yavaşlatabilen ve fırlatılmalarını önleyebilen sürtünmeye aracılık edebilir, ancak modelin dışında bırakılmıştır.
Artı tarafta, bu gerçeğe karşı kontrol edilebilir. Kuyrukların çoğunlukla bazı kümelerin son aşamasında üretilmesi gerçeği, Samanyolu’ndaki küresel kümelerin yalnızca bir kısmında, kabaca dört tane olması gerektiğini düşündürmektedir. Ve bir küme içindeki yıldızların hareketini takip etmek, kara deliklerin yerçekimsel etkisini tespit edebilmeli ve onların sayıları hakkında bir tahminde bulunmamıza izin vermelidir. Dolayısıyla, gaz içeren benzer simülasyonları çalıştırmak için yeterince güçlü GPU’lara sahip olmadan önce bu fikrin test edilmesi mümkündür.