Duyduğun o hafif kozmik uğultu mu? Evrenin buzdolabı olmayabilir. Yeni araştırmalar, pulsar zamanlama dizileri tarafından tespit edilen kütleçekim dalgası arka planının, 13 milyar yıldan daha uzun süre önce oluşmuş süper kütleli kara deliklerin hayaletimsi yankısı olabileceğini öne sürüyor - muhtemelen karanlık maddeyle beslenen varsayımsal 'Karanlık Yıldızlar'ın çöküşünden.

Physical Review D'de bir Mektup olarak yayınlanan bir çalışmada, Colgate Üniversitesi araştırmacıları Sohan Ghodla ve Cosmin Ilie, erken Evrende doğan süper kütleli kara deliklerin bugün tespit ettiğimiz kütleçekim dalgaları üzerinde kalıcı bir iz bırakıp bırakamayacağını araştırdı. Bağlantı mı? Genç Evrende görülen şaşırtıcı derecede büyük kara delikler ve bu devlerin çiftler halinde sarmal hareketiyle milyarlarca yıl sonra üretilen kütleçekim dalgaları.

Ekip, erken kara delik tohumlarının olası bir sınıfının - süper kütleli Karanlık Yıldızların kalıntıları - Pulsar Zamanlama Dizisi (PTA) sinyaline potansiyel olarak hakim olabileceğini buldu. Ilie'nin dediği gibi, 'Pulsar zamanlama dizileri genellikle nispeten yakın Evrendeki süper kütleli kara delik ikili sistemlerinin probları olarak düşünülür. Çalışmamızın gösterdiği şey, sinyalin aynı zamanda bu kara deliklerin atalarının kozmik şafakta nasıl oluştuğuna dair bilgi içerebileceğidir.'

Pulsar dili konuşmayanlar için: Pulsar Zamanlama Dizileri, hızla dönen nötron yıldızlarını kozmik saatler olarak kullanır. Kütleçekim dalgaları geçtiğinde, Dünya'ya ulaşan radyo darbelerinin zamanlamasını hafifçe değiştirir. Birçok pulsarı izleyerek, ekipler nanohertz frekanslarında stokastik bir kütleçekim dalgası arka planının kanıtını buldular - muhtemelen süper kütleli kara delik ikili sistemlerinden, özellikle toplam kütleleri bir milyar Güneş'in üzerinde olanlardan.

Ama bu kara delikler nasıl bu kadar hızlı bu kadar büyüdü? İşte Karanlık Yıldızlar devreye giriyor. Bu varsayımsal ilkel yıldızlar, nükleer füzyon yerine karanlık madde ısınmasıyla beslenir ve kara deliklere çökmeden önce bir milyon güneş kütlesine veya daha fazlasına ulaşmalarına izin verir. Ghodla ve Ilie, bu tür tohumların nasıl evrileceğini, birleşeceğini ve kütleçekim dalgaları üreteceğini modelledi.

Sonuçları mı? Karanlık Yıldız kalıntıları yaklaşık 10^-3 Mpc^-3 sayı yoğunluğunda mevcutsa, onların soyundan gelenler PTA sinyalinin büyük, muhtemelen baskın bir kısmına katkıda bulunabilir. Buna karşılık, 10^-6 Mpc^-3 yakınındaki yoğunluklara sahip doğrudan çökme kara delikleri çok daha az katkıda bulunur.

Çalışma ayrıca ilginç bir bükülmeyi vurguluyor: PTA gözlemleri bu erken tohumların ne kadar yaygın olduğunu sınırlayabilir. Ghodla, 'Bu büyük tohumlardan çok fazla üretirseniz, PTA tarafından tespit edilen sinyali aşırı üretirsiniz. Çok az üretirseniz, bu süper kütleli kara delikleri daha sonra verimli bir şekilde birleştirmek için başka kaynaklara ihtiyacınız olur' dedi. 10^-2 ila 10^-1 Mpc^-3 civarındaki tohum yoğunlukları, halo kütlelerine bağlı olarak gözlemlenen sınırları aşacaktır.

Bu, PTA'lara kırmızıya kayması 10'dan büyük popülasyonları - soyundan gelenler bugün gördüğümüz dalgaları yaratan kadim nesneler - incelemek için beklenmedik bir yetenek kazandırıyor. Hesaplamalar ayrıca toplam kara delik kütlesi yaklaşık 10^9 güneş kütlesinin üzerinde olan ikili sistemlerin sinyale hakim olduğunu doğruluyor.

Bu yüzden, bir dahaki sefere o kozmik uğultuyu duyduğunuzda, bunun evrenin ilk süper kütleli kara deliklerinin, karanlık maddeyle beslenen yıldızlardan doğan kütleçekim dalgası izi olabileceğini hatırlayın. Evrenin bu kadar dramatik kökenleri olduğunu kim bilirdi?