M31-2014-DS1 Yıldızı Doğrudan Bir Kara Deliğe Çöktü

M31-2014-DS1, Andromeda Galaksisi'nde bulunan; 2014'te orta kızılötesi ışıkta parlayan, ardından 2023'e kadar görünür ışıkta 10.000 kattan fazla sönükleşerek saptanamaz hale gelen devasa, hidrojeni tükenmiş bir süperdev yıldızdır. Gözlemler, yıldızın çekirdeğinin başarısız bir süpernova olayıyla doğrudan yıldız kütleli bir kara deliğe çöktüğünü, geride ise çevreleyen toz ve gazdan kaynaklanan zayıf bir kızılötesi parıltı bıraktığını gösteriyor. Bu "astronomik tek boynuzlu at", bir yıldızın nihai evrimsel aşamasına girmek için kataklizmink bir patlamayı pas geçtiğine dair şimdiye kadarki en güçlü gözlemsel kaydı sunuyor.

12 Şubat 2026'da Science dergisinde yayımlanan keşif, Andromeda Galaksisi üzerine yapılan geniş kapsamlı bir çalışma sırasında tesadüfen gerçekleşti. Başyazar ve astrofizikçi Kishalay De (Columbia University profesörü ve Flatiron Institute araştırmacısı), başlangıçta yıldızları kızılötesi ışık altında incelemeyi amaçlıyordu. Bunun yerine ekibi, tamamen görünmez hale gelmeden önce parlayan sıra dışı bir yıldız nesnesiyle karşılaştı; bu durum, yıldız ölümü ve kara delik oluşumunun doğasına dair on yıl sürecek bir araştırmayı tetikledi.

Bu yıldız neden bir süpernova olarak patlamayı başaramadı ve bir kara deliğe dönüştü?

Yıldızın bir süpernova olarak patlayamaması, nötrino güdümlü şok dalgasının dış zarfı fırlatmak için çok zayıf kalmasından ve çekirdeğin yerçekimi etkisiyle içe doğru çökmesine neden olmasından kaynaklandı. Başlangıç kütlesi yaklaşık 13 güneş kütlesi olan hidrojeni tükenmiş bir yıldız olarak, nükleer füzyonun durmasını deneyimledi ve tipik bir süpernova patlaması gerçekleşmeden doğrudan bir kara deliğe doğru içe çöktü. Bu fenomen astronomlar tarafından genellikle "başarısız süpernova" olarak adlandırılır.

Standart yıldız evrimi modelleri, devasa yıldızların yaşamlarını, ağır elementleri evrene dağıtan ve süpernova olarak bilinen göz kamaştırıcı bir patlama ile sonlandırması gerektiğini öne sürer. Ancak M31-2014-DS1 vakasında, çekirdek tarafından üretilen iç basınç, kendi kütlesinin muazzam kütleçekim kuvvetini yenmek için yetersiz kaldı. Şiddetli bir dışa patlama yerine, yıldızın katmanları oluşmakta olan tekillik tarafından adeta yutuldu; bu süreç, yerel evrende kaç tane kara deliğin var olduğuna dair mevcut sayımlarımızı sorgulatıyor.

De'ye göre yıldız, ortadan kaybolmadan önce "son bir nefes" olarak tanımladığı bir davranış sergiledi. Yıldız sonuna yaklaşırken dış katmanlarını attı ve bu da kızılötesi spektrumda geçici bir parlaklık artışı yarattı. Bu özel imza —bir kızılötesi parlamayı takip eden tam bir optik kararma— artık geleneksel bir süpernova havai fişek gösterisi olmadan doğrudan kara deliğe çöken diğer yıldızları belirlemek için bir yol haritası görevi görüyor.

Araştırmacılar M31-2014-DS1'in ortadan kayboluşunu nasıl doğruladı?

Araştırmacılar, yıldızın görünür bir süperdevden kaybolmuş bir nesneye ani geçişini takip etmek için NASA’nın NEOWISE misyonundan ve Hubble Uzay Teleskobu'ndan alınan uzun vadeli arşiv verilerini kullandılar. On yıllık kızılötesi ve optik kayıtları analiz ederek, yıldızın hareket eden toz bulutları tarafından maskelenmesi gibi alternatif teorileri elediler. Veriler, birden fazla dalga boyunda kalıcı bir parlaklık kaybı göstererek tam bir yapısal çökmeyi doğruladı.

Çalışma, Dünya'dan yaklaşık 2,5 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan Andromeda Galaksisi'nin yakınlığından faydalandı. Galaksi en yakın komşumuz olduğu için, gözlemler önceki başarısız süpernova adaylarından çok daha parlak ve incelenmesi daha kolaydı. Bu yakınlık, ekibin yıldızın kapsamlı bir geçmişini bir araya getirmesine olanak tanıdı; Chicago Üniversitesi astrofizikçisi Daniel Holz, bu durumu kozmik bir olayın ardından "bebeklik fotoğraflarını" bulmaya benzetti.

• NASA NEOWISE: Yıldızın son termal imzalarını gösteren kritik orta kızılötesi verileri sağladı.
• Hubble Uzay Teleskobu: 2023'ten sonra yıldızın görünür ışıkta yokluğunu doğruladı.
• Yer Tabanlı Gözlemevleri: Andromeda Galaksisi'ni yıldız popülasyonlarındaki ani değişimler açısından izledi.

Metodoloji, yıldızın zarfını atmasıyla ilişkili kızılötesi parlamaya odaklandı. Ekip, geleneksel süpernovaların parlak parlamaları yerine bu "başarısız" imzaları arayarak, aksi takdirde fark edilmeyecek kara delik oluşumlarını tanımlayabileceklerini keşfetti. Metodolojideki bu değişim, galaksi tarihi boyunca sessizce oluşmuş pek çok kara deliğin göz önünde saklanıyor olabileceğini düşündürüyor.

JWST gözlemleri kara delik oluşumunu doğrulayacak mı?

JWST gözlemleri, yayımlanan bulguların bir parçası olarak resmi bir onay almamış olsa da, teleskobun yüksek hassasiyetli kızılötesi aletleri, kalıcı termal parıltıları tespit etmek için idealdir. NEOWISE ve Hubble'dan gelen mevcut kanıtlar bir kara delik için güçlü dolaylı destek sağlasa da, bir birikim diskinin veya çevreleyen gazdan gelen artık ısının tespiti yoluyla doğrudan onaylanması gelecekteki çalışmaların hedefi olmaya devam ediyor. James Webb Uzay Teleskobu, vakayı kapatmak için gereken kesin kanıtı sağlayabilir.

Kozmik tozun arkasını görme yeteneği bilim insanlarının optik teleskoplarla göremediklerini görmelerini sağladığından, James Webb Uzay Teleskobu'nun (JWST) bu alandaki rolü dönüştürücüdür. M31-2014-DS1 için JWST, potansiyel olarak yıldızın "can çekişen közlerini" —olay ufkunun içine düşmeyen gaz ve toz tarafından yayılan zayıf ısıyı— tespit edebilir. Bu özel kızılötesi imzanın bulunması, doğrudan çökme olayının hemen sonrasına dair eşi benzeri görülmemiş bir bakış sunacaktır.

İlk raporda güncel JWST verilerinin eksikliğine rağmen, bilim dünyası iyimserliğini koruyor. Keşfin tesadüfi doğası, M31-2014-DS1'in koordinatlarının artık derin uzay görüntüleme için yüksek öncelikli hedefler olduğu anlamına geliyor. Bir zamanlar devasa bir yıldızın durduğu yerde sessiz, yıldız kütleli bir kara deliğin varlığının doğrulanması, yıldız kararlılığının kütle sınırlarına ilişkin onlarca yıllık teorik fiziği doğrulayacaktır.

Kara delik evrimi için daha geniş kapsamlı çıkarımlar nelerdir?

Bu keşif, kara deliğe dönüşebilecek yıldız yelpazesinin bilim dünyası tarafından daha önce tahmin edilenden çok daha geniş olduğunu gösteriyor. M31-2014-DS1'in ölümü sırasında Güneş'in kütlesinin yaklaşık beş katı olduğu bulundu; bu, mevcut modellerin doğrudan çökme adayı için nominal olarak beklediği boyutun yaklaşık yarısıdır. Bu bulgu, daha küçük ve daha az kütleli yıldızların da süpernova aşamasını pas geçiyor olabileceği anlamına geliyor.

Bu durumun yıldız evrimi modelleri üzerindeki etkileri büyüktür. Eğer yıldızların daha büyük bir yüzdesi doğrudan kara deliklere çöküyorsa, bu durum, astronomların gözden kaybolan devasa yıldız sayısına kıyasla daha az patlama gözlemlediği "kayıp süpernova" sorununu açıklıyor. Ayrıca bu, Samanyolu ve Andromeda gibi galaksilerdeki toplam kara delik popülasyonunun önceden tahmin edilenden önemli ölçüde daha yüksek olabileceği anlamına geliyor.

Gelecekteki araştırmalar artık yakındaki galaksilerde bu "astronomik tek boynuzlu atlardan" daha fazlasını belirlemeye odaklanacak. Astrofizikçiler, kızılötesi spektrumu ani parlamalar ve ardından gelen kalıcı sönükleşme açısından izleyerek evrenin en gizemli nesnelerinin daha doğru bir sayımını yapmayı umuyorlar. Kishalay De'nin belirttiği gibi, bu araştırma "bizi yıldızların yok oluşunu belirlemek için tamamen yeni bir yönteme yönlendiriyor" ve bir kara deliğin sessiz doğumunun artık gözden kaçmamasını sağlıyor.