Araştırmacılar, sırrın orta kütleli yıldızların birleşmesinde yattığını buldu.
Georgia Eyalet Üniversitesi’nden gökbilimciler, gezegenimizin diskinde doğum yerlerinden çok uzakta bulunan büyük kütleli yıldızların garip oluşumu için bir açıklama buldular. Samanyolu Gökada.
Güneş’ten daha büyük kütleli yıldızlar, nükleer enerji üretimini çok yüksek oranlarda yönlendiren çok sıcak çekirdeklere sahiptir. Onlar galaksimizdeki en parlak nesneler arasındadır. Ancak hidrojen yakıtlarını çok hızlı yaktıkları için ömürleri nispeten kısa, belki de Güneş’in 10 milyar yılına kıyasla 10 milyon yıl.
Kısa ömürleri, doğdukları yerden çok uzaklaşmaları için çok az zaman olduğu anlamına gelir. Büyük kütleli yıldızların çoğu, gaz bulutlarının yıldız doğumunu teşvik edecek kadar yoğun olduğu ve gökbilimcilerin genç büyük kütleli yıldız kümeleri bulduğu galaksimizin düz disk bölümünde bulunur.
Peki, galaksi diskinden çok uzakta büyük bir yıldız bulunduğunda, oraya nasıl geldi?
Georgia Eyaleti astronomu Douglas Gies, “Gökbilimciler, geldikleri yerden o kadar uzakta büyük kütleli yıldızlar buluyorlar ki, aslında oraya ulaşmak yıldızın ömründen daha uzun sürüyor” dedi. “Bunun nasıl olabileceği, bilim adamları arasında aktif bir tartışma konusudur.”
Bu, gökada diskinin yaklaşık 3.600 ışıkyılı üzerinde yer alan HD93521 olarak bilinen devasa yıldızın sunduğu sorundur. Gies ve Georgia Eyaleti’nden diğer gökbilimciler tarafından yapılan yeni bir çalışma, büyük bir çelişkiyi ortaya koyuyor: Bu konuma ulaşmak için uçuş süresi, bu büyük yıldızın tahmin edilen yaşından çok daha fazla.
Gökbilimciler, yıldızın kütlesini ve yaşını ve ayrıca uzaydaki hareketini belirlemek için Avrupa Uzay Ajansı’nın Gaia uzay aracından yeni bir mesafe tahmini kullandılar. HD93521’in Güneş’inkinden yaklaşık 17 kat daha büyük bir kütleye sahip olduğunu ve bunun da tahmini yaşının yaklaşık 5 milyon yıl olduğunu buluyorlar. Öte yandan, yıldızın hareketi, diskten yolculuğunun çok daha uzun, yaklaşık 39 milyon yıl sürdüğünü gösteriyor.
Georgia Eyaleti gökbilimcileri, yıldızın ömrü ve seyahat süresi arasındaki bu garip farkı, HD93521’in bugün gördüğümüz tek büyük kütleli yıldız yerine, diskten iki düşük kütleli ve daha uzun ömürlü yıldız olarak ayrıldığını öne sürerek açıklıyor. Onların bulguları yayınlandı Astronomi Dergisi.
Gizemin ipucu, HD93521’in galaksideki en hızlı dönen yıldızlardan biri olmasıdır. Yıldızlar, iki yakın yörüngedeki yıldızın zamanla büyüyüp bir yıldız oluşturmak için çarpışabileceği yıldız birleşmeleri yoluyla dönebilir.
Gies, “HD93521 muhtemelen hayata, birbirlerini yutmaya ve bugün gördüğümüz tek, hızlı dönen yıldızı yaratmaya mahkum olan yakın bir orta kütleli yıldız çifti olarak başladı.” Dedi.
Bu tür orta kütleli yıldızlar, HD93521’in uzun uçuş süresine uyacak kadar uzun yaşarlar.
HD93521, doğduğu yerden çok uzakta bulunan devasa bir yıldızın tek örneği değil. Georgia Eyaleti yüksek lisans öğrencisi Peter Wysocki, muhtemelen birleşmeden hemen önceki aşamayı temsil eden uzak bir büyük ikili çift örneğini araştırıyor. Bu yıldız IT Terazi olarak bilinir ve iki yıldız birbirinin önünden geçerken karşılıklı tutulmalar yaratan bir yönelime sahiptir. Işık çıkışındaki varyasyonların ve spektrumlarda tespit edilen hareketlerin araştırılması, yıldız kütlelerinin tahminlerine yol açar.
Wysocki, toplu sonuçlardan benzer bir bilmece buluyor – tahmin edilen yaş, IT Librae’nin diskten seyahat süresinden çok daha az. Ancak çalışma aynı zamanda, çiftteki düşük kütleli yıldızın, kütlesinin çoğunu daha yüksek kütleli yıldıza aktarmaya başladığını ve sonunda bir birleşmeye yol açabilecek süreci başlattığını da ortaya koyuyor. Bu, daha düşük kütleli bir yıldız olarak hayata başladığı için, daha yüksek kütleli yıldızın aslında göründüğünden daha yaşlı olduğu anlamına gelir.
Gies, bu uzak kütleli yıldızların, yakın yıldız çiftlerinin birleşerek daha da büyük yıldızlar oluşturabileceğine dair çarpıcı kanıtlar sağladığını ve bunların ne kadar hızlı dönen kütleli yıldızların büyük dönüşlerle kara delikler oluşturabildiğine dair önemli ipuçları olduğunu söyledi.
Referans: Douglas R. Gies, Katherine Shepard, Peter Wysocki ve Robert Klement tarafından yazılan “HD 93521’in Dönüştürücü Yolculuğu”, 31 Ocak 2022, Astronomi Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-3881/ac43be
Bu çalışma, Ulusal Bilim Vakfı’ndan bir hibe ile desteklenmiştir.