İkili yıldızlar Alpha Centauri A (solda) ve Alpha Centauri B’nin Hubble Uzay Teleskobu tarafından çekilmiş bir görüntüsü. Centaurus (Sentor) takımyıldızında, 4,3 ışıkyılı uzaklıkta yer alan yıldız çifti, her 80 yılda bir ortak bir ağırlık merkezinin yörüngesinde döner ve ortalama uzaklığı Dünya ile güneş arasındaki mesafenin yaklaşık 11 katıdır. Kredi: NASA/ESA/Hubble
Gökbilimciler, genç süper kütleli yıldızların yakınlarda olduğunu keşfettiler. Samanyolu‘S Kara delik tek değil, ikili, normal süper kütleli yıldız oluşumuna aykırı bir bulgu. Kara deliğin aşırı ortamı, bu yıldız çiftlerinin birleşmesine veya bozulmasına neden olarak, Dünya yakınlarındaki benzer yıldızlara kıyasla daha az ikili çifte yol açar. Bu, kara deliğin etkisini gösteriyor yerçekimi dalgaları üretim ve hiper hızlı yıldız oluşturma.
- Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles (UCLA) ve WM Keck Gözlemevi bilim adamları, Samanyolu galaksisinin merkezindeki süper kütleli kara deliğin etrafında dönen 16 genç süper kütleli yıldız hakkında on yılı aşkın bir süredir elde edilen verileri analiz ettiler.
- Süper kütleli yıldızlar tipik olarak çiftler halinde oluşur, ancak yeni çalışma, 16 yıldızın hepsinin tekil olduğunu buldu.
- Bulgular, süper kütleli kara deliğin yakındaki yıldızları ya birleşmeye ya da bozulmaya ittiği ve çiftlerden birinin sistemden atıldığı bir senaryoyu destekliyor.
Süper kütleli yıldızlar doğduğunda, neredeyse her zaman bir ikizle eşleştirilirler ve iki yıldız normalde birbirinin yörüngesinde döner.
Ancak UCLA’nın Galaktik Merkez Grubu ve Keck Gözlemevi’ndeki astronomlar, Samanyolu galaksisinin merkezindeki süper kütleli kara deliğin etrafında dönen 16 genç süper kütleli yıldız hakkında on yılı aşkın bir süredir elde edilen verileri analiz ettiler. Son zamanlarda yayınlanan bulguları, Astrofizik Dergisişaşırtıcı bir sonuç ortaya koyuyor: Hepsi tekil.
Ama neden? Güneşimizden yaklaşık 10 kat daha büyük olan yıldızlar, kara deliğin etrafındaki düşmanca ortamda tek başına mı oluşuyor? “İkizleri” kara delik tarafından mı atıldı? Yoksa yıldız çiftleri tek yıldızları oluşturmak için birleşti mi?
Bulgular, merkezi süper kütleli kara deliğin, çiftlerden birinin sistemden atılmasıyla, yakınlardaki yıldız çiftlerini birleşmeye veya bozulmaya ittiği bir senaryoyu destekliyor.
Bilim adamlarının gözlemlediği yıldızlar S-yıldızları olarak biliniyor ve bunların çoğu genç – son 6 milyon yılda oluşmuş – ve çok büyük. Çoğunlukla kara deliğin bir ışık ayı içinde veya 500 milyar milin biraz altında bulunurlar.
Çalışmanın ilk yazarı olan UCLA doktora sonrası araştırmacısı Devin Chu, “Yıldızlar bu kadar gençken kara deliğin yakınında bile olmamalı” dedi. “Sadece 6 milyon yılda bu bölgeye göç etmiş olamazlar. Ancak böyle düşmanca bir ortamda bir yıldız formuna sahip olmak şaşırtıcı.”
Chu ve meslektaşları, S-yıldızları arasında ilk kez spektroskopik ikili yıldız aramasını yürütmek için Keck’in uyarlanabilir optik cihazlarıyla alınan verileri kullandılar. Spektroskopik ikili yıldızlar, optik teleskoplarla tek yıldızlar olarak görünürler, ancak yaydıkları ışık bilim adamları tarafından analiz edildiğinde aslında yıldız çiftleri oldukları ortaya çıkar.
Bekar gibi görünen tüm S-yıldızları aslında yalnızdı.
Daha da şaşırtıcı olanı, araştırmacıların kara deliğin yakınında var olabilecek S-yıldız çiftlerinin sayısının, uzayın Dünya’nın güneşini çevreleyen güneş mahallesi olarak bilinen bölümünde karşılaştırılabilir yıldızların sayısından çok daha düşük olduğunu bulmalarıydı.
Bunu, belirli bir alandaki kaç yıldızın çiftler halinde gelebileceğini tanımlayan ikili kesir adı verilen bir metriği hesaplayarak yaptılar; ikili kesir ne kadar yüksek olursa, çiftler halinde o kadar çok yıldız olabilir. Önceki çalışmalar, Dünya’nın güneş komşuluğundaki S-yıldızlarına benzer yıldızlar için ikili fraksiyonun yaklaşık %70 olduğunu göstermiştir. Yeni çalışmada, araştırmacılar Samanyolu’nun kara deliğinin yakınında üst sınırın sadece %47 olduğunu buldular; bu da kara deliğin aşırı ortamının yıldız çiftlerinin hayatta kalmasını sınırladığını gösteriyor.
“Bu fark, galaksimizin merkezinin inanılmaz derecede ilginç ortamından söz ediyor; Burada normal bir çevreyle uğraşmıyoruz,” dedi Chu. “Bu aynı zamanda, kara deliğin bu yakındaki ikili yıldızları birleşmeye veya bozulmaya ittiğini gösteriyor; bu da galaktik merkezden fırlatılan yerçekimi dalgalarının ve hiper hızlı yıldızların üretimi için önemli çıkarımlara sahip.”
UCLA araştırmacıları şimdi, hesapladıkları ikili kesrin sınırının, karadelikten daha uzakta bulunan ancak yine de yerçekimi etkisi içinde bulunan benzer yıldızlar için ikili kesirle nasıl karşılaştırıldığını keşfetmeyi planlıyor.
Referans: Devin S. Chu, Tuan Do, Andrea Ghez, Abhimat K. Gautam, Anna Ciurlo, Kelly Kosmo O’neil’in yazdığı “Galaktik Merkezdeki Süper Kütleli Kara Deliğin 20 miliparsn içindeki Büyük Kütleli Yıldızlar için Azalan Bir İkili Fraksiyon Kanıtı” , Matthew W. Hosek Jr., Aurélien Hees, Smadar Naoz, Shoko Sakai, Jessica R. Lu, Zhuo Chen, Rory O. Bentley, Eric E. Becklin ve Keith Matthews, 11 Mayıs 2023, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/acc93e