Gökbilimciler Samanyolu’ndan kaçan düzinelerce büyük yıldız buldu

Samanyolu yıldızlarının hepsini tutamaz. Bazıları galaksiler arası uzaya atılır ve hayatlarını belirsiz bir yolculukta geçirirler. Gökbilimcilerden oluşan bir ekip, bu kaçak yıldızların en büyüklerine, nasıl fırlatıldıklarını öğrenmek için daha yakından baktı.

Gökbilimciler Samanyolu’ndaki bir yıldız alanını gözlemlediğinde ölçtükleri şeylerden biri hız dağılımıdır. Yıldız popülasyonunun genel hız dağılımı galaksinin dönüşünü yansıtır. Ve bir yıldız galaksinin dönüşüyle ​​uyumlu olmadığında gökbilimcilerin dikkatini çeker.

İki büyük yıldız kataloğuyla çalışan bir gökbilimci ekibi, galaksiden farklı hareket eden bir sürü yıldız buldu. Onlar galaksiden çıkmak üzere olan kaçak yıldızlardır.

Yeni bulgular ortada Kağıt “Galaktik kaçak O ve Be yıldızları Gaia DR3 kullanılarak bulundu.” Dergide çıkacak Astronomi ve Astrofizikve baş yazar, Barselona Üniversitesi Kozmos Bilimleri Enstitüsü Kuantum Fiziği ve Astrofizik Bölümü’nde yüksek lisans araştırmacısı olan Mar Carretero Castrillo’dur.

Castrillo ve meslektaşları çalışmalarını iki muhteşem kataloğa dayandırdılar. Bunlar Galaktik O-Star Kataloğu (GOSC) ve Be Star Spectra’dır (BeSS). Her ikisi de farklı türdeki büyük kütleli yıldızların kataloglarıdır: O-tipi yıldızlar, Be-tipi yıldızlar ve bunların alt türleri.

Araştırmacılar ayrıca ESA’nın güçlü yıldız ölçüm uzay aracı Gaia’nın verilerini de kullandılar. Bir milyar yıldızın konumlarını, mesafelerini ve hareketlerini ölçmek için astrometriyi kullanıyor. Gaia’nın misyonu, diğer araştırmacıların kendi araştırmalarında kullanabileceği doğru ve sağlam veriler sağlayarak astronomiyi değiştirmektir. Bu makale, Gaia verileri ile iki katalogdaki verilerin birleşimine dayanmaktadır.

Kimse galaksimizden kaç tane kaçak yıldızın çıktığını bilmiyor ama gökbilimciler onlardan daha fazlasını bulmaya devam ediyor. Bazı tahminler Samanyolu’ndan kaçan 10 milyon kaçak yıldız olduğunu söylüyor ancak bundan emin değiliz. Bu, onları uzaklaştıran mekanizmaya bağlı olabilir ve bu, astrofizikçilerin tam olarak anlamadığı bir şeydir.

Bu çalışma, özellikle büyük yıldızlara bakarak, kaçak yıldız olgusuna ışık tutmayı amaçlamaktadır.

Yazarlar şöyle açıklıyor: “Devasa yıldızların önemli bir kısmı kaçak yıldızlardır. Bu yıldızlar, çevrelerine göre önemli ve tuhaf bir hızla hareket ederler.” Gaia verilerini inceleyerek her iki katalogdaki kaçak büyük ve erken tip yıldızları keşfetmeye ve karakterize etmeye koyuldular.

“Devasa erken tip OB yıldızları Samanyolu’ndaki en parlak yıldızlardır” diye açıklıyorlar. OB yıldızları sadece devasa ve genç değil, aynı zamanda son derece sıcaklar. OB dernekleri adı verilen, birbirleriyle gevşek bir şekilde organize olmuş gruplar halinde oluşurlar. Genç ve ateşli oldukları için uzun süre dayanmazlar. Astronomide önemlidirler çünkü çok büyük ve enerjiktirler ve birçoğu süpernova olarak patlarlar. Bu yüzden onlara adanmış özel kataloglar var.

Ekip, Gaia verilerini GOSC ve BeSS kataloglarıyla çapraz referansladı ve hem Gaia’da hem de kataloglarda sırasıyla 417 O-tipi yıldız ve 1335 Be-tipi yıldız buldu. Bunlardan 106 adet O tipi kaçak yıldız buldular; bu da GOSC kataloğundaki yıldızların %25,4’ünü oluşturuyor. Bunlardan 42’sinin kimliği yeni belirlendi.

Be tipi yıldız kataloğundaki yıldızların %5,2’sini temsil eden 69 Be kaçak yıldız buldular. Bunlardan 47’si yeni tanımlandı. Genel olarak O tipi yıldızlar Be tipi yıldızlardan daha hızlı hareket eder.

Neden büyük yıldızlar bu kadar yüksek oranda kaçak yıldızlardan oluşuyor? Kaçak yıldızları açıklamaya çalışan iki rakip teori var ve her ikisi de büyük yıldızları içeriyor. Bunlardan biri dinamik fırlatma senaryosu (DES), diğeri ise ikili süpernova senaryosu (BSS).

OB yıldızları genellikle ikili çiftler halinde oluşur. BSS’de bir yıldız süpernova olarak patlıyor ve patlama diğer yıldızı tekmeliyor. Durum doğruysa, hayatta kalan yıldıza, artık bir nötron yıldızı veya kara delik olan eşiyle olan bağından kaçabilmesi için doğru yönde yeterli enerji verilir. Aynı zamanda Samanyolu’nun çekim kuvvetinden de kaçabilir. Eğer bu gerçekleşirse, galaksiler arası uzaya doğru uzun yolculuğuna başlayacak.

DES’te dramatik bir süpernova patlaması yok. Bunun yerine, kompakt ve yoğun bir bölgedeki bir yıldız, diğer yıldızlarla çekimsel etkileşimler yaşar. İkili ve tekli yıldızlar arasındaki karşılaşmalar kaçışlara yol açabilir, aynı şekilde iki ikili yıldız arasındaki karşılaşmalar da. O-tipi ve B-tipi yıldızların oluşma eğiliminde olduğu OB birliktelikleri, yıldızların kaçmasını tetikleyebilecek yoğun ortam türleridir. Bu yıldızların çoğu çok büyük olduğundan, kaçak yıldızların çoğu da öyle.

Bilim insanları bu iki senaryoyu onlarca yıldır merak ediyor ve tartışıyor. Her iki senaryo da galaksiden kaçmaya yetecek hıza sahip yıldızlar üretebilir. Araştırmacılar, 175 kaçak yıldızdan oluşan örnekleri incelerken, verilerinin bir açıklamayı diğerine tercih ettiğini buldu.

“Be-tipi kaçaklarla karşılaştırıldığında O-tipi için bulunan daha yüksek yüzdeler ve daha yüksek hızlar, dinamik fırlatma senaryosunun ikili süpernova senaryosundan daha olası olduğunun altını çiziyor” diye yazıyorlar.

Kaçak yıldızlarda temsil edilen tayf türlerinin yüzdeleri, vardıkları sonucu açıklamaya yardımcı oluyor. Örneklerindeki O-tipi yıldızların %25’i kaçak, Be-tipi yıldızların ise %5’i kaçaktır. Diğer çalışmalar farklı rakamlar ortaya çıkardı, ancak yazarların da belirttiği gibi, “kaçan O yıldızlarının yüzdesinin B veya Be yıldızlarına göre önemli ölçüde daha yüksek olduğu konusunda bir fikir birliği var.”

Önceki araştırmalar O-tipi kaçak yıldızların B ve Be-tipi yıldızlardan daha yüksek hızlara sahip olduğunu gösteriyor. Önceki araştırmalar ayrıca dinamik fırlatmanın ikili süpernova senaryosundan daha hızlı, daha büyük kütleli kaçışlarla sonuçlandığını da gösteriyor. Yazarlar, “GOSC-Gaia DR3 yıldızlarının genel olarak BeSS-Gaia DR3’tekilerden daha yüksek hızlara sahip olduğunu” açıklıyor ve bu da önceki araştırmayla paralellik gösteriyor.

“Bu, DES senaryosunun BSS senaryosuna karşı üstünlüğünü güçlendiriyor” diye sonuçlandırıyorlar.