Kaynak: ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA)
Yirmi yıllık deneyimi kullanarak Hubble Uzay Teleskobu Verilere göre bilim insanları Omega Centauri’de yedi sıra dışı yıldız buldular ve bu da orta kütleli bir yıldızın varlığını gösteriyor. kara delikpotansiyel olarak Dünya’ya en yakın olan ve kara delik ortamlarına ilişkin teorileri yeniden şekillendiren bir gezegendir.
Uluslararası bir gökbilimciler ekibi, 500’den fazla görüntüyü kullandı NASA/ESA Hubble Uzay Teleskobu, gökyüzündeki en büyük ve en parlak küresel küme olan Omega Centauri’nin en iç bölgesinde yedi hızlı hareket eden yıldızı tespit etmek için yirmi yılı aşkın bir süreyi kapsıyor. Bu yıldızlar, orta kütleli bir kara deliğin varlığına dair ikna edici yeni kanıtlar sağlıyor.
Omega Centauri’nin Kara Delik Keşfi
Orta kütleli kara delikler (IMBH’ler), kara delik evriminde uzun zamandır aranan bir ‘kayıp halka’dır. Bugüne kadar yalnızca birkaç IMBH adayı bulundu. Bilinen kara deliklerin çoğu, büyük galaksilerin çekirdeklerinde bulunan süper kütleli kara delikler gibi son derece büyük veya Güneş’in kütlesinin 100 katından daha az kütleye sahip nispeten hafiftir. Kara delikler, insanların farkında olduğu en uç ortamlardan biridir ve bu nedenle fizik yasaları ve Evrenin nasıl işlediğine dair anlayışımız için bir test alanıdır. IMBH’ler varsa, ne kadar yaygındırlar? Süper kütleli bir kara delik bir IMBH’den büyür mü? IMBH’ler nasıl oluşur? Yoğun yıldız kümeleri onların tercih ettiği evler midir?
Güney Gökyüzünden Gözlemler
Omega Centauri, Dünya’dan çıplak gözle görülebilir ve güney yarımküredeki yıldız gözlemcileri için favori gök cisimlerinden biridir. Küme 17.700 ışık yılı uzaklıkta olmasına rağmen, Samanyolukaranlık bir kırsal alandan bakıldığında neredeyse dolunay kadar büyük görünür. Omega Centauri’nin kesin sınıflandırması, onu inceleme yeteneğimiz geliştikçe zamanla evrimleşmiştir. İlk olarak yaklaşık iki bin yıl önce Ptolemy’nin kataloğunda tek bir yıldız olarak listelenmiştir. Edmond Halley, 1677’de onu bir bulutsu olarak bildirmiştir ve 1830’larda İngiliz astronom John Herschel onu küresel bir küme olarak tanıyan ilk kişi olmuştur.
Küresel kümeler genellikle kütleçekim ile sıkı sıkıya birbirine bağlı bir milyona kadar eski yıldızdan oluşur ve bizimki de dahil olmak üzere birçok galaksinin hem dış hem de merkez bölgelerinde bulunur. Omega Centauri’nin onu diğer küresel kümelerden ayıran birkaç özelliği vardır: sıradan bir küresel kümeden daha hızlı döner ve şekli oldukça basıktır. Dahası, Omega Centauri diğer büyük küresel kümelerden yaklaşık 10 kat daha büyük kütleye sahiptir, neredeyse küçük bir galaksi kadar kütleye sahiptir.
Omega Centauri’de Yıldız Hareketlerinin Ortaya Çıkarılması
Omega Centauri, kütleçekimsel olarak bağlı yaklaşık 10 milyon yıldızdan oluşur. Uluslararası bir ekip, kümenin 500’den fazla Hubble görüntüsünü inceleyerek 1,4 milyon yıldızın hızlarını ölçerek bu yıldızların hareketlerinin muazzam bir kataloğunu oluşturdu. Bu gözlemlerin çoğu bilimsel kullanımdan ziyade Hubble’ın aletlerini kalibre etmek için tasarlanmıştı, ancak ekibin araştırma çabaları için ideal bir veritabanı oldukları ortaya çıktı. Şimdiye kadar herhangi bir yıldız kümesi için en büyük hareket kataloğu olan kapsamlı katalog, herkese açık olarak sunulacaktır (daha fazla bilgi mevcuttur Burada).
Almanya’daki Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden bu araştırmaya öncülük eden Maximilian Häberle, “Orada olmaması gereken yedi yıldız keşfettik,” diye açıkladı. “O kadar hızlı hareket ediyorlar ki kümeden kaçmalı ve asla geri dönmemeliler. En olası açıklama, çok büyük bir cismin bu yıldızları kütleçekimsel olarak çekmesi ve onları merkeze yakın tutmasıdır. Bu kadar büyük olabilen tek cisim, kütlesi Güneşimizin en az 8200 katı olan bir kara deliktir.”
Orta Kütleli Bir Kara Deliğin Kanıtı
Omega Centauri’de IMBH’nin varlığına dair çeşitli çalışmalar bulunmaktadır.[1] Ancak diğer çalışmalar, kütlenin yıldız kütlesindeki kara deliklerin oluşturduğu merkezi bir küme tarafından sağlanabileceğini ileri sürmüş ve gerekli kaçış hızının üzerinde hızlı hareket eden yıldızların bulunmamasının IMBH’nin olasılığını daha düşük hale getirdiğini ileri sürmüştür.
“Bu keşif, Omega Centauri’de bir IMBH’nin şimdiye kadarki en doğrudan kanıtıdır,” diye ekledi, aynı zamanda Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden ve çalışmayı ABD’deki Utah Üniversitesi’nden Anil Seth ile başlatan ekip lideri Nadine Neumayer. “Bu heyecan verici çünkü benzer kütleye sahip çok az başka kara delik biliniyor. Omega Centauri’deki kara delik, kozmik komşuluğumuzdaki bir IMBH’nin en iyi örneği olabilir.”
Doğrulanırsa, 17.700 ışık yılı uzaklığındaki aday kara delik, 26.000 ışık yılı uzaklıktaki Samanyolu’nun merkezindeki 4,3 milyon güneş kütlesindeki kara delikten Dünya’ya daha yakın bir yerde bulunuyor. Galaktik merkezin yanı sıra, aynı zamanda çok sayıda yıldızın büyük bir kara deliğe yakın bir şekilde bağlı olduğu bilinen tek durum da olacak.
Gelecekteki Araştırmalar ve Teknolojik Katkılar
Bilim ekibi şimdi kara deliği karakterize etmeyi umuyor. En az 8200 güneş kütlesi ölçtüğüne inanılsa da, tam kütlesi ve kesin konumu tam olarak bilinmiyor. Ekip ayrıca, ilgili görüş hattı hızlarının ek ölçümlerini gerektiren hızlı hareket eden yıldızların yörüngelerini incelemeyi amaçlıyor. Ekip, tam olarak bunu yapmak için James Webb Uzay Teleskobu ile zaman kazandı ve ayrıca diğer gözlemevlerini kullanmak için bekleyen başka teklifleri de var.
Omega Centauri, 500.000’den fazla yıldız içeren ESA’nın Gaia görevinden yeni bir veri yayımının da son özelliğiydi. “30 yıl sonra bile, görüntüleme araçlarıyla Hubble Uzay Teleskobu, Hubble’ın ESA’nın Gaia görevi gözlemlerinden ek hassasiyet sağlayabileceği kalabalık yıldız alanlarında yüksek hassasiyetli astrometri için hala en iyi araçlardan biri,” diye paylaştı İtalya’daki Ulusal Astrofizik Enstitüsü’nden (INAF) ve daha önce AURA’dan ekip üyesi Mattia Libralato Avrupa Uzay Ajansı Bu çalışma sırasında. “Sonuçlarımız, bize heyecan verici yeni bilimsel içgörüler sunan ve küresel kümelerdeki IMBH’ler konusuna yeni bir ivme kazandıracak olan Hubble’ın yüksek çözünürlüğünü ve hassasiyetini sergiliyor.”
Sonuçlar dergide yayımlandı Doğa.
Notlar
- İçinde 2008Hubble Uzay Teleskobu ve Gemini Gözlemevi, Omega Centauri’nin tuhaflıklarının ardındaki açıklamanın, merkezinde gizli bir kara delik olabileceğini ortaya koydu.
Referans: Maximilian Häberle, Nadine Neumayer, Anil Seth, Andrea Bellini, Mattia Libralato, Holger Baumgardt, Matthew Whitaker, Antoine Dumont, Mayte Alfaro-Cuello, Jay Anderson, Callie Clontz, Nikolay Kacharov, Sebastian Kamann, Anja Feldmeier-Krause, Antonino Milone, Maria Selina Nitschai, Renuka Pechetti ve Glenn van de Ven tarafından yazılan “ω Centauri’deki orta kütleli bir kara deliğin etrafındaki hızlı hareket eden yıldızlar”, 10 Temmuz 2024, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-024-07511-z
Hubble Uzay Teleskobu, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) ile NASA arasındaki uluslararası iş birliğinin bir projesidir.
Bu çalışmadaki uluslararası gökbilimciler ekibi M. Häberle’den (Max Planck Astronomi Enstitüsü, Almanya) oluşmaktadır. [MPIA]), N. Neumayer (MPIA), A. Seth (Utah Üniversitesi, ABD) [Utah]), A. Bellin (Uzay Teleskobu Bilim EnstitüsüABD)i, M. Libralato (ESA için AURA ve INAF), H. Baumgardt (Queensland Üniversitesi, Avustralya), M. Whitaker (Utah), A. Dumont (MPIA), MA Cuello (Universidad Central de Chile, Şili ve Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü, ABD [STScI]), J. Anderson (STScI), C. Clontz (MPIA ve STScI), N. Kacharov (Leibniz Astrofizik Enstitüsü, Almanya), S. Kamann (Liverpool John Moores Üniversitesi, Birleşik Krallık [Liverpool]), A. Feldmeier-Krause (MPIA ve Viyana Üniversitesi, Avusturya [Vienna]), A. Milone (Padova Üniversitesi, İtalya), MS Nitschai (MPIA), R. Pechett (Liverpool) ve G. van de Ven (Viyana).
Bu sonuç, çeşitli Hubble GO gözlem programlarından yararlanır: 9442, 10252, 10775, 12193, 13066, 13606, 15594, 15764, 15857, 16380, 16384, 16520, 16968, 11452, 11011, 12094, 12339, 12353, 12580, 12694, 12700, 12714, 12802, 13100, 13570, 14031, 14393, 14550, 14759, 15000, 15593, 15594, 15733, 15857, 16117, 16514, 16441, 16588, 16777 ve 17023.