Uluslararası bir gökbilimciler ekibi, NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’ndan alınan 20 yıllık gözlemleri kapsayan 500’den fazla görüntüyü kullanarak gökyüzündeki en büyük ve en parlak küresel yıldız kümesi olan küresel yıldız kümesi Omega Centauri’nin en iç bölgesinde yedi hızlı hareket eden yıldızı tespit etti. Bu yıldızlar, onları çeken orta kütleli bir kara deliğin (IMBH) kütle çekimsel çekiminin varlığına dair yeni ve ikna edici kanıtlar sağlıyor. Şimdiye kadar yalnızca birkaç başka IMBH adayı bulundu. Kaynak: ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA)
Kara delikler evrenin bir uçuruma açılan tuzak kapılarıdır. Normalde iki boyutta gelirler. İlk tür, yandıklarında güneşimizin kütlesinin beş ila on katına eşit bir tekilliğe çöken ve bu cümlenin sonundaki noktadan daha küçük bir şeye dönüşen yeterince büyük yıldızlardır.
Bilinen ikinci tür, güneşimizin kütlesinin milyonlarca hatta milyarlarca katı olan canavar kara deliklerdir. Galaksilerin karanlık kalplerinde yaşarlar ve yakınlardan geçen tüm yıldızları yutarlar. Galaksi oluşumunun ilk günlerine sıkı sıkıya bağlı olmalılar.
Kaçamak olan şey, yüzlerce veya birkaç bin güneş kütlesi ağırlığındaki sözde orta kütleli kara deliklerdir. Bunlar, evrendeki “kayıp halka” mıdır? Kara delik evrim?
En iyi adaylardan biri devasa küresel yıldız kümesi Omega Centauri’nin merkezinde gizleniyor. Kara delikler doğrudan gözlemlenemediği için gökbilimciler, bir kara deliğin kütle çekim gücünün yakındaki yıldızların hareketlerini nasıl etkilediğini ölçerek “yıldız adli tıp” kullanmalıdır. Yıldız hızları, kara deliğin kütlesini tahmin etmek için kullanılabilir. Bir yıldız ne kadar hızlı hareket ederse, kara delikten gelen çekim o kadar güçlü olur.
Bu, yalnızca Hubble uzay teleskobu Omega Centauri kadar uzaktaki bir şey için bile yapabilir. Gökbilimciler, yıldız kümesinin en iç bölgesindeki yedi hızlı hareket eden yıldızın hareketini takip etmek için Hubble’dan alınan yirmi yıllık gözlemleri kapsayan 500’den fazla görüntüyü kullandılar.
Omega Centauri’deki kara deliğin güneşimizin 8.200 katı olduğu tahmin ediliyor. Doğrulanırsa, Dünya’ya, Güneş’in merkezindeki 4,3 milyon güneş kütlesindeki kara delikten daha yakın. SamanyoluBu kara delik bizden 26.000 ışık yılı uzaklıktayken, Omega Centauri bizden 17.700 ışık yılı uzaklıkta.
Bu görüntü Omega Centauri’deki IMBH’nin yerini gösteriyor. Doğrulanırsa, 17.700 ışık yılı uzaklıktaki 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, çok sayıda yıldızın büyük bir kara deliğe yakın bir şekilde bağlı olduğu bilinen tek durum da bu olacaktır.
Bu görüntü üç panelden oluşuyor. Soldaki ilk görüntü, uzayın siyah arka planında kırmızı, beyaz ve mavi renkte sayısız yıldızdan oluşan bir koleksiyon olan küresel küme Omega Centauri’yi gösteriyor. İkinci görüntü, bu kümenin merkez bölgesinin ayrıntılarını, tek tek yıldızların daha yakın bir görünümüyle gösteriyor. Üçüncü görüntü, kümedeki IMBH adayının konumunu gösteriyor.
Kaynak: ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA)
Hubble Uzay Teleskobu, Omega Centauri’de Orta Kütleli Kara Delik İçin Güçlü Kanıt Buldu
Bilinen kara deliklerin çoğu, büyük galaksilerin çekirdeklerinde bulunan süper kütleli kara delikler gibi aşırı derecede kütleli veya nispeten hafiftir, Güneş’in kütlesinin 100 katından daha azdır. Ancak, orta kütleli kara delikler (IMBH’ler) nadirdir ve kara delik evriminde nadir “eksik halkalar” olarak kabul edilirler.
Şu anda uluslararası bir gökbilimciler ekibi, 500’den fazla görüntüyü kullandı NASAHubble Uzay Teleskobu, küresel yıldız kümesi Omega Centauri’nin en iç bölgesindeki hızlı hareket eden yedi yıldızın hareketini izleyerek orta kütleli bir kara deliğin kanıtlarını aramak için yirmi yıllık gözlemleri kapsıyor.
Bu yıldızlar, onları çeken orta kütleli bir kara deliğin kütle çekimsel çekiminin varlığına dair yeni ve ikna edici kanıtlar sağlıyor. Şimdiye kadar yalnızca birkaç başka IMBH adayı bulundu.
Omega Centauri, kütleçekimsel olarak bağlı yaklaşık 10 milyon yıldızdan oluşur. Küme, diğer büyük küresel kümelerden yaklaşık 10 kat daha büyük kütleye sahiptir — neredeyse küçük bir galaksi kadar kütleye sahiptir.
IMBH’de Araştırma ve Keşifler
Bilim insanlarının cevaplamak istediği birçok soru arasında şunlar yer alıyor: IMBH’ler var mı ve varsa ne kadar yaygınlar? Süper kütleli bir kara delik bir IMBH’den mi büyüyor? IMBH’ler nasıl oluşuyor? Yoğun yıldız kümeleri onların tercih ettiği yuva mı?
Bu görüntü, IMBH adayının bulunduğu Omega Centauri küresel kümesinin merkezi bölgesini göstermektedir. Kaynak: ESA/Hubble, NASA, Maximilian Häberle (MPIA)
Gökbilimciler artık bu yıldızların hareketleri için muazzam bir katalog oluşturdukümenin Hubble görüntülerinden elde edilen 1,4 milyon yıldızın hızlarını ölçtü. Bu gözlemlerin çoğu bilimsel kullanımdan ziyade Hubble’ın aletlerini kalibre etmek için tasarlanmıştı, ancak ekibin araştırma çabaları için ideal bir veritabanı oldukları ortaya çıktı.
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 kaçıp bir daha asla geri dönmeyecekler. 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 8.200 katı olan bir kara deliktir.”
Keşfin Sonuçları ve Tarihsel Önemi
Birkaç çalışma Omega Centauri’de bir IMBH’nin varlığını öne sürmüştür. Ancak, diğer çalışmalar kütlenin yıldız kütlesindeki kara deliklerin merkezi bir kümesi tarafından sağlanabileceğini öne sürmüş ve gerekli kaçış hızının üzerinde hızlı hareket eden yıldızların olmamasının IMBH’yi karşılaştırmalı olarak daha az olası hale getirdiğini öne sürmüştür.
Almanya’daki Max Planck Astronomi Enstitüsü’nden ekip lideri Nadine Neumayer, Utah Üniversitesi, Salt Lake City’den Anil Seth ile birlikte çalışmayı başlatan kişi olarak, “Bu keşif Omega Centauri’de bir IMBH’nin şimdiye kadarki en doğrudan kanıtıdır,” diye ekledi. “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.”
Doğrulanması halinde, 17 bin 700 ışık yılı uzaklıktaki aday kara delik, Samanyolu’nun merkezinde bulunan ve 26 bin ışık yılı uzaklıkta bulunan 4,3 milyon Güneş kütlesindeki kara delikten Dünya’ya daha yakın bir mesafede bulunuyor.
Omega Centauri, Dünya’dan çıplak gözle görülebilir ve güney yarımkürede yaşayan yıldız gözlemcilerinin favori gök cisimlerinden biridir. Samanyolu düzleminin hemen üzerinde bulunan küme, karanlık bir kırsal alandan bakıldığında neredeyse dolunay kadar büyük görünür. İlk olarak yaklaşık 2.000 yıl önce Ptolemy’nin kataloğunda tek bir yıldız olarak listelenmiştir. Edmond Halley, 1677’de bunu bir bulutsu olarak bildirmiştir. 1830’larda İngiliz gökbilimci John Herschel, onu küresel bir küme olarak tanıyan ilk kişi olmuştur.
Häberle ve arkadaşları tarafından yönetilen keşif makalesi 10 Temmuz’da çevrimiçi olarak dergide yayınlandı Doğa.
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 otuz yıldan uzun süredir faaliyet gösteriyor ve evrene ilişkin temel anlayışımızı şekillendiren çığır açıcı keşifler yapmaya devam ediyor. Hubble, NASA ve ESA arasındaki uluslararası iş birliğinin bir projesidir (Avrupa Uzay Ajansı). NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi teleskopu ve görev operasyonlarını yönetiyor. Denver, Colorado’da bulunan Lockheed Martin Space de Goddard’daki görev operasyonlarını destekliyor. Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü Maryland, Baltimore’da bulunan ve Astronomi Araştırmaları Üniversiteleri Birliği tarafından işletilen kuruluş, NASA adına Hubble bilim operasyonlarını yürütüyor.