Bilim insanları, ölmekte olan yıldızların çöküşünden sonra kara deliklerin ve nötron yıldızlarının oluşumunu modellediler ve neden bazılarının kendilerini yıldızlararası uzaya iten güçlü bir itici güç aldığını açıkladılar.
Kara delikler, ana yıldızları felaketli bir patlamada öldüğünde önemli bir destek alır. Yeni bir çalışma, ana yıldızları tarafından fırlatılan bu yeni doğmuş kara deliklerin önemli hızlarda hareket ettiğini gösterdi. Yeni veriler bir kara deliğin yaşamının ilk anlarına ışık tutabilir.
Kara delikler ve nötron yıldızları, ölmekte olan devasa yıldızların çekirdeklerinde ortaya çıkıyor. Kütlesi en az sekiz güneş kütlesi kadar olan, yaşam döngüsünün sonuna yaklaşan yıldızlar, çekirdeklerindeki demir atomlarını birleştirerek çökerler. Bu, yaklaşık bir şehir büyüklüğünde bir nötron kümesi olan bir proton-nötron yıldızı yaratır. Bu küme, yıldızın geri kalanının yerçekimsel çöküşünü geçici olarak durdurur ve bu genellikle bir süpernova patlamasıyla sonuçlanır. Ancak bazen bu patlamaların kalplerindeki basınç artar ve protonnötron yıldızı bir kara deliğe dönüşür.
Önceki süpernova bilgisayar modelleri, bu sürecin yalnızca kısa bir anını, patlamanın kendisini yakalamaya yetecek kadar uzun bir anını simüle ediyordu. gerçek kara deliklerin ve nötron yıldızlarının gözlemleri ise üzerinde çalışılacak ilginç fiziksel olaylara işaret ediyor.
Bazı nötron yıldızları saatte 5,4 milyon kilometreden fazla hızlarla hareket ediyor, bu da onların bir patlama sırasında fırlatıldıklarına işaret ederken, diğerleri 30 kat daha yavaş hareket ederek daha sessiz bir doğum sürecine işaret ediyor.
Öte yandan kara delikler, oluşumlarının yıkıcı doğasına rağmen çoğu durumda düşük bir fırlatma oranına sahiptir. Gökbilimcilerden oluşan ekip, kara deliklerin ve nötron yıldızlarının erken dönem varlığını açıklamak için süpernovaların 20 bilgisayar simülasyonunu gerçekleştirdi. Simülasyonlar, her bir nesnenin ana yıldızı tarafından nasıl fırlatıldığını gösterecek kadar uzundu.
Gökbilimciler, patlamadan önce ev sahibi yıldızın özellikleri ile ortaya çıkan nötron yıldızının veya kara deliğin özellikleri arasında güçlü bir bağlantı keşfettiler. Ana yıldız düşük kütleliyse ve çok kompakt değilse, yıldızın dış katmanları çekirdeğe göre genişler ve süpernova aniden ve neredeyse simetrik olarak patlayarak yavaş hareket eden bir nötron yıldızı oluşturur.
Ancak çok büyük ve kompakt ataların patlaması daha uzun sürüyor ve patlamaları simetrik olarak gerçekleşmiyor. Bunun sonucunda hızlı hareket eden bir nötron yıldızı ortaya çıkar. Araştırmacılar ayrıca daha büyük nötron yıldızlarının daha güçlü darbeler alma eğiliminde olduğunu, bunun da kompakt ata kütlesinin daha fazlasının nötron yıldızına aktarıldığı anlamına geldiğini buldu. Ev sahibi yıldızın parlamasının doğrudan etkisi de nötron yıldızlarının dönmesine neden olur ve daha güçlü bir etki, daha hızlı dönüşe neden olur.
Böylece ana yıldızın asimetrik patlaması sadece nötron yıldızını fırlatmakla kalmıyor, aynı zamanda onun başlangıç dönüşünü de belirliyor. Bu fenomen, olağanüstü güçlü bir manyetik alana sahip, hızlı dönen nötron yıldızları olan magnetarların ortaya çıkışını açıklayabilir.
Kara deliklerin oluşumunda iki mekanizma vardır. Atanın bir durumunda yıldız patlamaz, ancak çekirdeğindeki basınç kara deliğin oluşmasına neden olacak seviyeye yükselir. Bu tür kara delikler genellikle büyüktür, Güneş’in kütlesinin yaklaşık 10 katı kadardır ve pratikte hareket etmezler. Kara deliklerin çoğunluğunu oluştururlar.
Ancak kara delikler başka bir şekilde de oluşabiliyor. Bazı durumlarda öncü yıldız tamamen patlayarak kütlesinin bir kısmını dışarı atar ve arkasında Güneş’in yaklaşık 3 katı kütleye sahip daha küçük bir kara delik bırakır.
Çalışma, bu kara deliklerin saatte 3,6 milyon kilometreyi aşan muazzam “fırlatma” hızlarına sahip olduğunu buldu. Ancak bu kadar hızlı hareket eden kara delikler oldukça nadirdir.
Bu araştırma, evrende hareket eden gözlemlenebilir nesneler (nötron yıldızları ve kara delikler) ile ana yıldızın nasıl patladığına ilişkin bilinmeyen ayrıntılar arasında önemli bir bağlantı kuruyor. Nötron yıldızlarının ve kara deliklerin özelliklerini inceleyen gökbilimciler, yıldızların yaşam döngüsünün tam bir resmini oluşturabilecekler. Bu, Evrende meydana gelen süreçler hakkındaki bilgiyi genişletecek ve bu egzotik uzay nesnelerinin oluşumuna yol açan daha derin mekanizmaları anlayacaktır.
