Yeni bulgular, bir yıldızın süper kütleli bir yıldız etrafındaki tehlikeli yolculuğunu ortaya koyuyor kara delikBu da periyodik bozulmalara ve yoğun ışık emisyonlarına neden olarak gökbilimcilerin gelecekteki kozmik olayları tahmin etmelerine yardımcı oluyor.
- Gökbilimciler, dev bir kara deliğin son yemeğini ne zaman bitireceğini doğru bir şekilde tahmin ettiler ve gelecekteki atıştırmalıklarının programını hesapladılar.
- Dünya’dan yaklaşık 860 milyon ışık yılı uzaklıktaki bir galakside, süper kütleli bir kara deliğin yörüngesinde bir yıldız bulunuyor.
- Yıldız her seferinde en yakın noktasına geldiğinde, kara delik yıldızdan parçalar koparır ve bir kısmını tüketir.
- Verilerden NASAChandra, Swift ve ESA’nın XMM-Newton uyduları gökbilimcilere bu yemeklerin ne zaman gerçekleşeceğine dair bilgi sağlıyor.
Kara Delik Sırlarını Çözmek
NASA’nın Chandra X-ışını Gözlemevi ve Neil Gehrels Swift Gözlemevi’nin yanı sıra ESA’nın XMM-Newton’dan alınan yeni verileri kullanan bir araştırma ekibi, süper kütleli bir kara deliğin nasıl ve ne zaman madde elde edip tükettiğini anlamada önemli ilerleme kaydetti.
Bu sanatçının izlenimi şunu gösteriyor: yıldız AT2018fyk olarak bilinen sistemde böyle bir kara delik tarafından kısmen bozulmuş olan. AT2018fyk’deki süper kütleli kara delik — güneşten yaklaşık 50 milyon kat daha fazla kütleye sahip — Dünya’dan yaklaşık 860 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan bir galaksinin merkezindedir.
Gökbilimciler, bir yıldızın AT2018fyk’deki kara deliğin etrafında oldukça eliptik bir yörüngede olduğunu ve kara delikten en uzak yaklaşma noktasının en yakın yaklaşma noktasından çok daha büyük olduğunu belirlediler. En yakın yaklaşması sırasında, kara delikten gelen gelgit kuvvetleri yıldızdan biraz malzeme çekerek “yıldız enkazı”ndan oluşan iki gelgit kuyruğu üretir.
Yıkım ve Emisyon Döngüsü
İllüstrasyon, yıldız kısmen yok olduktan hemen sonra yörüngedeki bir noktayı, gelgit kuyruklarının hala yıldıza yakın olduğu zamanı göstermektedir. Yıldızın yörüngesinde daha sonra, parçalanan malzeme kara deliğe geri döner ve enerji kaybeder, bu da yörüngede daha sonra meydana gelen büyük bir X-ışını parlaklığı artışına yol açar (burada gösterilmemiştir). Bu süreç, yıldız en yakın yaklaşma noktasına her döndüğünde tekrarlanır, bu da yaklaşık olarak her 3,5 yılda birdir. İllüstrasyon, yıldızı ikinci yörüngesinde ve kara deliğin etrafındaki, ilk gelgit karşılaşmasının bir yan ürünü olarak üretilen X-ışını yayan gaz diskini tasvir etmektedir.
Parlaklık Aracılığıyla Astronomik Olayları Takip Etme
Araştırmacılar, optik yer tabanlı ASAS-SN araştırması sistemin çok daha parlak hale geldiğini tespit ettiğinde 2018’de AT2018fyk’yi not aldılar. NASA’nın NICER ve Chandra ve XMM-Newton ile gözlemledikten sonra, araştırmacılar parlaklıktaki artışın bir “gelgitsel bozulma olayı” veya TDE’den kaynaklandığını belirlediler. Bu, bir yıldızın bir kara deliğe çok yakın uçtuktan sonra tamamen parçalandığını ve kısmen yutulduğunu işaret ediyor. AT2018fyk’nin Chandra verileri, daha geniş bir görüş alanının optik görüntüsünün ekinde gösterilmektedir.
Kara Delik’in Yıldız Kalıntılarıyla Ziyafeti Devam Ediyor
Yok edilen yıldızdan gelen malzeme kara deliğe yaklaştığında, daha sıcak hale geldi ve X-ışını ve morötesi (UV) ışık üretti. Bu sinyaller daha sonra zayıfladı ve kara deliğin sindirebileceği hiçbir şey kalmadığı fikrini destekledi.
Ancak, yaklaşık iki yıl sonra, galaksiden gelen X-ışını ve UV ışığı tekrar çok daha parlak hale geldi. Gökbilimcilere göre bu, yıldızın kara deliğin ilk çekimsel tutuşundan muhtemelen sağ çıktığı ve ardından kara delikle oldukça eliptik bir yörüngeye girdiği anlamına geliyordu. Kara deliğe ikinci yakın yaklaşımı sırasında, daha fazla malzeme çekildi ve daha fazla X-ışını ve UV ışığı üretildi.
Göksel Olayları Öngörmek
Yıldız ve yörüngesi hakkında öğrendiklerine dayanarak, bir gökbilimci ekibi kara deliğin ikinci öğününün Ağustos 2023’te sona ereceğini öngördü ve kontrol etmek için Chandra gözlem süresi başvurusunda bulundu. 14 Ağustos 2023’teki Chandra gözlemleri, gerçekten de kara deliğin beslenmesinin sona erdiğinin ani bir X-ışınları düşüşüyle birlikte habercisi olduğunu gösterdi. Araştırmacılar ayrıca yıldızın bir yörüngeyi tamamlamasının ne kadar sürdüğüne dair daha iyi bir tahmin elde ettiler ve kara deliğin gelecekteki öğün saatlerini tahmin ettiler.
Bu sonuçları açıklayan bir makale 14 Ağustos 2024 tarihli sayısında yer almaktadır. The Astrofizik Dergisi.
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi edinmek için Kara Delik Beslenme Modellerinde Kozmik Saatin Kodunu Çözme adlı makaleye bakın.
Referans: “AT2018fyk’den Olası İkinci Bir Kapanma: Tekrarlayan Kısmi Gelgit Kesintisi Olayı Paradigması Altında Hayatta Kalan Yıldızın Güncellenmiş Yörünge Gök Günlüğü” Dheeraj Pasham, ER Coughlin, M. Guolo, T. Wevers, CJ Nixon, Jason T. Hinkle ve A. Bandopadhyay tarafından, 14 Ağustos 2024, The Astrofizik Dergisi Mektupları.
DOI: 10.3847/2041-8213/ad57b3
Yazarlar: Dheeraj Passam (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü), Eric Coughlin (Syracuse Üniversitesi), Muryel Guolo (Johns Hopkins Üniversitesi), Thomas Wevers (Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü), Chris Nixon (Leeds Üniversitesi, İngiltere), Jason Hinkle (Hawaii Manoa Üniversitesi) ve Ananaya Bandopadhyay (Syracuse).
NASA’nın Marshall Uzay Uçuş Merkezi Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi’nin Chandra X-ışını Merkezi Cambridge Massachusetts’ten bilimi ve Burlington, Massachusetts’ten uçuş operasyonlarını kontrol ediyor.
