Kaçak Yıldızlar Milkyway’in en yakın komşusundaki gizli kara deliği ortaya çıkarır

Gökbilimciler Samanyolu galaksisinin dışındaki en yakın süper kütleli kara delik için güçlü kanıtlar keşfettiler. Bu dev kara delik, kendimizin en yakın galaktik komşularından biri olan büyük Macellanic bulutta yer almaktadır.

Bu keşfi yapmak için araştırmacılar, Samanyolu’nun eteklerinde 21 yıldızın ultra ince hassasiyeti ile yolları takip ettiler. Bu yıldızlar o kadar hızlı seyahat ediyor ki Samanyolu’nun yerçekimi kavramalarından veya yakındaki herhangi bir galaksiden kaçacaklar. Gökbilimciler bunları “hipervelocity” yıldız olarak adlandırır.

Adli tıp uzmanlarının yörüngesine göre bir merminin kökenini nasıl yeniden yarattığına benzer şekilde, araştırmacılar bu hipervelocity yıldızlarının nereden geldiğini belirlediler. Yaklaşık yarısının Samanyolu’nun merkezindeki süper kütleli kara deliğe bağlı olduğunu buldular. Bununla birlikte, diğer yarısı başka bir yerden kaynaklandı: Büyük Macellanic Bulut (LMC) ‘de daha önce bilinmeyen dev bir kara delik.

Astrofizik Merkezi’nden Jesse Han, “Kozmik olarak konuşursak, bloktan hemen aşağı başka bir süper kütleli kara deliğimiz olduğunu anlamak şaşırtıcı” dedi. Yeni çalışmaya liderlik eden Harvard & Smithsonian (CFA). “Kara delikler o kadar gizli ki, bu neredeyse bu zamanın burunlarımızın altında.”

Araştırmacılar, bu gizli kara deliği, Samanyolu boyunca bir milyardan fazla yıldız izleyen bir uydu olan Avrupa Uzay Ajansı’nın Gaia misyonundan gelen verileri kullanarak, benzeri görülmemiş bir doğrulukla buldular. Ayrıca, yakın zamanda diğer araştırmacılar tarafından elde edilen Samanyolu çevresinde LMC’nin yörüngesinin gelişmiş bir anlayışını kullandılar.

Kaliforniya’daki Caltech’in ortak yazar Kareem El-Badry, “Bu hipervelocity yıldızlarının bir süredir var olduğunu biliyorduk, ancak Gaia bize gerçekte nereden geldiklerini anlamamız gereken verileri verdi.” Dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Bu verileri bu yıldızların nasıl seyahat ettiği için yeni teorik modellerimizle birleştirerek bu olağanüstü keşfi yaptık.”

Hypervelocity yıldızları, çift yıldızlı bir sistem süper kütleli bir kara deliğe çok yakın girişimlerde bulunduğunda oluşturulur. Kara delikten gelen yoğun yerçekimi çekimi, iki yıldızı parçalar, bir yıldızı etrafında yakın bir yörüngeye yakalar. Bu arada, diğer yetim yıldız, saatte birkaç milyon mil’i aşan hızlarda atılır ve bir hipervelocity yıldızı doğar.

Ekibin araştırmasının önemli bir parçası, teorik modelleriyle, LMC’deki süper kütleli bir kara deliğin, LMC’nin Samanyolu çevresinde nasıl hareket ettiği için Samanyolu’nun bir köşesinde bir hipervelocity yıldızı kümesi oluşturacağına dair bir tahmindi. LMC’nin hareketi yönünde çıkarılan yıldızlar, hızda ekstra bir destek almalıdır. Gerçekten de, verileri böyle bir kümenin varlığını ortaya çıkardı.

Ekip, hipervelocity yıldızlarının özelliklerinin, yoldaşlarının süpernova patlamasına maruz kaldığında ya da çift yıldızlı bir sistem için yukarıda tarif edilen bir mekanizma tarafından çıkarılan yıldızların atıldığı gibi, ancak süper masal bir kara delik dahil olmak üzere diğer mekanizmalarla açıklanamayacağını buldu.

CFA, “Bu veriler için ortaya çıkabileceğimiz tek açıklama, Galaxy’mizdeki bir canavar kara deliğin varlığıdır.” Dedi. “Yani kozmik mahallemizde bu sadece Samanyolu’nun galaksisinden yıldız tahliye eden süper kütleli kara deliği değil.”

Yıldızların hızlarını ve LMC ve Samanyolu süper kütleli kara delikler tarafından çıkarılan göreceli sayısını kullanarak, ekip LMC kara deliğinin kütlesinin güneş kütlesinin yaklaşık 600.000 katı olduğunu belirledi. Karşılaştırma için, Samanyolu’ndaki süper kütleli kara deliğin yaklaşık 4 milyon güneş kütlesi var. Evrenin başka yerlerinde, güneşten milyarlarca kat daha fazla kitlesel olan süper kütleli kara delikler var.

Bu sonuçları açıklayan bir makale yayın için kabul edildi. Astrofizik Dergisi. Bir ön versiyon görünmek üzerinde Arxiv ön hazırlık sunucusu.