Vatandaş bilim insanları tarafından tespit edilen yeni keşfedilmiş bir hiperhızlı yıldızın takibi

Güneş hareketsiz gibi görünse de, yörüngesindeki gezegenler hareket ediyor olabilir; ancak Güneş aslında Samanyolu Galaksisi etrafında saniyede yaklaşık 220 kilometre gibi etkileyici bir hızla, yani saatte neredeyse yarım milyon mil hızla dönmektedir.

Ne kadar hızlı görünse de, gökyüzünde saatte yaklaşık 1,3 milyon mil (saniyede 600 kilometre) hızla hareket eden soluk kırmızı bir yıldız keşfedildiğinde, bilim insanları bunu fark ettiler.

Bu nadir yıldız hız yıldızı, vatandaş bilim insanlarının ve ülkenin dört bir yanından gelen bir gökbilimci ekibinin, Hawaiʻi’deki ikisi de dahil olmak üzere çeşitli teleskoplar kullanarak yaptıkları çabalar sayesinde bulunan ilk “hiper hız” çok düşük kütleli yıldızdır—Hawaiʻi Adası, Maunakea’daki WM Keck Gözlemevi ve Haleakalā, Maui’deki Hawaiʻi Üniversitesi Astronomi Enstitüsü Pan-STARRS. Dünya’dan sadece 400 ışık yılı uzaklıkta bulunan bu yıldız, bize bilinen en yakın hiper hız yıldızıdır.

Daha da ilginci, bu yıldızın Samanyolu’nu tamamen terk etmesine neden olabilecek alışılmadık bir yörüngede olması ihtimali var.

Kaliforniya Üniversitesi (UC) San Diego Astronomi ve Astrofizik Profesörü Adam Burgasser liderliğindeki araştırma yakın zamanda yayınlanmak üzere kabul edildi. Astrofizik Dergisi Mektupları Ve ön baskıda mevcuttur Biçimlendir arXiv.

CWISE J124909+362116.0 (veya kısaca “J1249+36”) adı verilen yıldız, ilk olarak NASA’nın Geniş Alanlı Kızılötesi Araştırma Gezgini (WISE) misyonu tarafından son 14 yılda toplanan muazzam miktardaki veriyi tarayan Backyard Worlds: Planet 9 projesine katılan 80.000’den fazla gönüllü vatandaş bilim insanı tarafından fark edildi.

Bu proje, evrimsel olarak bilgisayar teknolojisinin erişemediği bir şekilde desenleri aramak ve anormallikleri tespit etmek üzere programlanmış olan insanların keskin yeteneğinden yararlanıyor. Gönüllüler, hareket eden nesneleri veri dosyalarında etiketler ve yeterli sayıda gönüllü aynı nesneyi etiketlediğinde, gökbilimciler araştırma yapar.

J1249+36 ışık hızının yaklaşık %0,1’i kadar bir hızla hareket ettiği için hemen göze çarpıyordu.

Burgasser, “Bu noktada kaynak çok ilginç bir hal aldı, çünkü hızı ve yörüngesi, Samanyolu’ndan kaçabilecek kadar hızlı hareket ettiğini gösteriyordu” diyor.

Bu nesnenin doğasını daha iyi anlamak için Burgasser, Keck Gözlemevi’nin Yakın-Kızılötesi Echellette Spektrografı’na (NIRES) yöneldi ve kızılötesi spektrumunu ölçtü. Veriler, nesnenin bir L alt cücesi olduğunu ortaya koydu; bu, çok düşük kütlelere ve güneşimizden daha soğuk sıcaklıklara sahip bir yıldız sınıfıdır. Alt cüceler, Samanyolu’ndaki en eski yıldızları temsil eder.

Ekip, J1249+36’nın bileşimine ilişkin Keck Gözlemevi’nin içgörüsünü, UC San Diego mezunu Roman Gerasimov’un, UC LEADS akademisyeni Efrain Alvarado III ile birlikte L alt cücelerini incelemek üzere özel olarak ayarlanmış modeller üretmek için oluşturduğu yeni bir atmosfer modeli setiyle karşılaştırdı.

Alvarado, “Modellerimizin Keck’in NIRES’iyle elde edilen spektrumla doğru bir şekilde eşleşebildiğini görmek heyecan vericiydi” diyor.

Spektral veriler, Pan-STARRS ve diğer birkaç yer tabanlı teleskoptan gelen görüntüleme verileriyle birlikte, ekibin J1249+36’nın uzaydaki konumunu ve hızını doğru bir şekilde ölçmesine ve böylece Samanyolu’ndaki yörüngesini tahmin etmesine olanak sağladı.

Peki bu yıldızı bu kadar güçlü yapan şey neydi?

Araştırmacılar, J1249+36’nın sıra dışı yörüngesini açıklamak için iki olası senaryoya odaklandılar.

İlk senaryoda, J1249+36 başlangıçta bir beyaz cücenin düşük kütleli yoldaşıydı. Beyaz cüceler, nükleer yakıtlarını tüketmiş ve ölmüş yıldızların kalan çekirdekleridir. Bir yıldız yoldaşı bir beyaz cüceyle çok yakın bir yörüngede olduğunda, kütle transferi yapabilir ve bu da nova adı verilen periyodik patlamalarla sonuçlanır. Beyaz cüce çok fazla kütle toplarsa, çökebilir ve bir süpernova olarak patlayabilir.

Burgasser, “Bu tür süpernovalarda beyaz cüce tamamen yok olur, bu yüzden yoldaşı serbest kalır ve başlangıçta hareket ettiği yörünge hızına ulaşır, ayrıca süpernova patlamasından da biraz etkilenir,” diyor.

“Hesaplamalarımız bu senaryonun işe yaradığını gösteriyor. Ancak, beyaz cüce artık orada değil ve muhtemelen birkaç milyon yıl önce gerçekleşen patlamanın kalıntıları çoktan dağıldı, bu yüzden bunun kökeni olduğuna dair kesin bir kanıtımız yok.”

İkinci senaryoda, J1249+36 başlangıçta sıkı sıkıya bağlı bir yıldız kümesi olan küresel bir kümenin üyesiydi ve belirgin küresel şekliyle hemen tanınıyordu. Bu kümelerin merkezlerinin çok çeşitli kütlelere sahip kara delikler içerdiği tahmin ediliyor. Bu kara delikler ikililer de oluşturabilir ve bu tür sistemler, kendilerine çok yakın dolanan yıldızlar için harika birer mancınık görevi görür.

“Bir yıldız bir kara delik ikilisiyle karşılaştığında, bu üç cisim etkileşiminin karmaşık dinamikleri o yıldızı küresel kümenin dışına fırlatabilir” diyor UC San Diego Astronomi ve Astrofizik Bölümü’nde yardımcı doçent olan Kyle Kremer.

Kremer bir dizi simülasyon yürüttü ve bu tür etkileşimlerin nadir durumlarda düşük kütleli bir alt cüceyi küresel kümeden çıkarıp J1249+36’da gözlemlenene benzer bir yörüngeye oturtabildiğini buldu.

Kremer, “Bu bir kavram kanıtı” diyor, “ama aslında bu yıldızın hangi küresel kümeden olduğunu bilmiyoruz.” J1249+36’yı zamanda geriye doğru izlemek, onu keşfedilmemiş kümeleri gizleyebilecek gökyüzünün çok kalabalık bir noktasına yerleştiriyor.

Burgasser, bu senaryolardan herhangi birinin veya başka bir mekanizmanın J1249+36’nın yörüngesini açıklayıp açıklayamayacağını belirlemek için ekibin onun element bileşimine daha yakından bakmayı umduğunu söyledi. Örneğin, bir beyaz cüce patladığında, J1249+36 kaçarken atmosferini “kirletmiş” olabilecek ağır elementler yaratır. Samanyolu’nun küresel kümelerindeki ve uydu galaksilerindeki yıldızlar da J1249+36’nın kökenini ortaya çıkarabilecek belirgin element bolluğu desenlerine sahiptir.

Modelleme çalışmaları sayesinde birkaç küresel kümedeki soğuk yıldızların element bolluğunu ölçebilen Gerasimov, “Esasında bu yıldızın hangi sistemden olduğunu belirleyecek kimyasal bir parmak izi arıyoruz” dedi.

J1249+36’nın bu hızlı yolculuğunun bir süpernovadan, bir kara delik ikilisiyle şans eseri karşılaşmasından veya başka bir senaryodan kaynaklanıp kaynaklanmadığına bakılmaksızın, keşfi gökbilimcilere Samanyolu’nun tarihi ve dinamikleri hakkında daha fazla bilgi edinmeleri için yeni bir fırsat sunuyor.