Çığır açan bir çalışma, orta kütleli kara deliklerin (IMBH’ler) kökenlerine dair yeni bilgiler sağlıyor. Araştırmacılar, oluşan bir küresel kümedeki bireysel yıldızların ilk simülasyonlarını gerçekleştirerek, bu yoğun yıldız kümelerinin IMBH’lere yol açabileceği potansiyel mekanizmaları belirlediler. Kredi bilgileri: SciTechDaily.com
Yeni araştırmalar, orta kütleli kara deliklerin potansiyel oluşum mekanizmalarını keşfetmek için küresel kümeler oluşturan bireysel yıldızların ilk simülasyonlarından yararlanıyor.
Yeni bir çalışma, onbinlerce, hatta milyonlarca sıkı paketlenmiş yıldız içerebilen yıldız kümeleri olan küresel kümelerdeki orta kütleli kara deliklerin olası oluşum mekanizmasını gösterdi. İlk yıldız yıldız devasa küme oluşumu simülasyonları, yıldız kümelerinin “doğum yuvaları” olan yeterince yoğun moleküler bulutların, orta kütleli kara deliklere dönüşen çok büyük yıldızlar doğurabildiğini ortaya çıkardı. Ortak araştırma Tokyo Üniversitesi’nden Michiko Fujii tarafından yürütüldü ve bulgular bugün (30 Mayıs) dergide yayınlandı. Bilim.
IMBH’ler için Teorik Kanıtlar
“Önceki gözlemler, bazı büyük yıldız kümelerinin (küresel kümeler) orta kütleli yıldız kümelerine ev sahipliği yaptığını ileri sürdü. Kara delik (IMBH),” Fujii araştırma projesinin motivasyonunu açıklıyor. “IMBH, 100-10.000 güneş kütlesi kütlesine sahip bir kara deliktir. Şimdiye kadar, daha az kütleli (yıldız kütlesi) ve daha büyük (süper kütleli) olanlarla karşılaştırıldığında 1.000-10.000 güneş kütlesine sahip IMBH’nin varlığını gösteren güçlü bir teorik kanıt bulunamamıştır.
Simülasyonla yeniden üretilen dev bir moleküler bulutta oluşan yıldız kümesi. Bu görüntü simülasyona dayanmaktadır. Mavi noktalar bireysel yıldızları temsil eder. Koyu ve parlak renkler gaz sıcaklıklarını (soğuk ve sıcak) gösterir. Takaaki Takeda (VASA Entertainment Inc.) tarafından görselleştirilmiştir. Kredi: Michiko Fujii ve Takaaki Takeda. 2024
Simülasyon Zorlukları ve İçgörüler
Doğum yuvaları sıcaklık ve huzur görüntülerini çağrıştırabilir. Yıldızlarda durum böyle değil. Küresel yıldız kümeleri kargaşa içinde oluşur. Yoğunluk farklılıkları öncelikle yıldızların çarpışmasına ve birleşmesine neden olur. Yıldızlar birleşip büyümeye devam ettikçe, yerçekimi kuvvetleri de onlarla birlikte büyüyor. Küresel kümelerin yoğun, merkezi bölgelerinde tekrarlanan yıldız çarpışmalarına kaçak çarpışmalar adı verilir. 1000’den fazla güneş kütlesine sahip çok büyük yıldızların doğuşuna yol açabilirler. Bu yıldızlar potansiyel olarak IMBH’lere dönüşebilir.
Ancak halihazırda oluşmuş kümelerin önceki simülasyonları, yıldız rüzgarlarının kütlelerinin çoğunu uçurup onları çok küçük bıraktığını öne sürüyordu. IMBH’lerin “hayatta kalıp kalamayacağını” araştırmak için araştırmacıların bir kümelenmeyi henüz oluşurken simüle etmesi gerekiyordu.
Fujii, “Yıldız kümesi oluşumu simülasyonları, simülasyon maliyeti nedeniyle zorluydu” diyor. “İlk defa, bireysel yıldızları modelleyerek küresel küme oluşumunun sayısal simülasyonlarını başarıyla gerçekleştirdik. Her biri için gerçekçi bir kütleye sahip yıldızları ayrı ayrı çözümleyerek, sıkı bir şekilde paketlenmiş bir ortamda yıldızların çarpışmalarını yeniden oluşturabildik. Bu simülasyonlar için, milyonlarca yıldızı yüksek hızlara entegre edebileceğimiz yeni bir simülasyon kodu geliştirdik. kesinlik.”
Omega Centauri, Samanyolu galaksisindeki küresel bir küme. Bu küresel küme orta kütleli bir kara deliğe ev sahipliği yapıyor olabilir. Kredi bilgileri: ESO
Gelecekteki Araştırma Yönergeleri
Simülasyonda, kontrolden çıkan çarpışmalar gerçekten de orta kütleli kara deliklere dönüşen çok büyük yıldızların oluşumuna yol açtı. Araştırmacılar ayrıca küme ile IMBH arasındaki kütle oranının, projeyi başlangıçta motive eden gözlemlerle eşleştiğini de buldu.
Fujii gelecekteki araştırmalara işaret ederek, “Nihai hedefimiz, tek tek yıldızları çözümleyerek galaksilerin tamamını simüle etmektir.” “Simüle etmek hala zor SamanyoluŞu anda mevcut olan süper bilgisayarları kullanarak tek tek yıldızları çözümleyerek -boyutlu galaksiler. Ancak cüce galaksiler gibi daha küçük galaksileri simüle etmek mümkün olabilir. Ayrıca ilk kümeleri, erken evrende oluşan yıldız kümelerini de hedeflemek istiyoruz. İlk kümeler aynı zamanda IMBH’lerin doğabileceği yerlerdir.”
Referans: “Simülasyonlar küresel kümelerde orta kütleli kara delik oluşumunu tahmin ediyor” 30 Mayıs 2024, Bilim.