Kütlesi Güneşimizin 32 katı olan daha küçük, daha parlak, daha sıcak yıldız (solda), şu anda kütlesini Güneşimizin 55 katı olan daha büyük arkadaşına (sağda) kaybediyor. Yıldızlar çok sıcak oldukları için beyaz ve mavidir: sırasıyla 43.000 ve 38.000 Kelvin derece. Kredi bilgileri: UCL / J. daSilva
University College London ve University of Potsdam’daki araştırmacılar tarafından yapılan yeni bir araştırmaya göre, komşu bir galaksideki birbirine değen iki devasa yıldız, sonunda birbirine çarpacak ve uzay-zaman dokusunda dalgalar yaratacak kara delikler olma yolunda ilerliyor.
Dergide yayımlanmak üzere kabul edilen çalışma Astronomi ve Astrofizikbir dizi yer ve uzay tabanlı teleskoptan elde edilen yıldız ışığını analiz ederek bilinen bir ikili yıldıza (ortak bir ağırlık merkezi etrafında dönen iki yıldız) baktı.
Araştırmacılar, Küçük Macellan Bulutu adı verilen komşu bir cüce galakside yer alan yıldızların kısmi temas halinde olduğunu ve bir yıldızın şu anda diğerinden “beslendiğini” ve birbirleriyle malzeme değiştirdiğini buldular. Her üç günde bir birbirlerinin yörüngesinde dönerler ve şimdiye kadar gözlemlenen en büyük dokunan yıldızlardır (temas çiftleri olarak bilinirler).
Gözlemlerinin sonuçlarını ikili yıldızların evrimine ilişkin teorik modellerle karşılaştırdıklarında, en uygun modelde, şu anda beslenen yıldızın bir karadeliğe dönüşeceğini ve yoldaş yıldızından besleneceğini buldular. Hayatta kalan yıldız bir olacak Kara delik hemen ardından.
Bu kara delikler sadece birkaç milyon yıl içinde oluşacak, ancak daha sonra teorik olarak tespit edilebilecek yerçekimi dalgaları – uzay-zaman dokusunda dalgalanmalar – üretecekleri bir kuvvetle çarpışmadan önce milyarlarca yıl birbirlerinin yörüngesinde dönecekler. dünyadaki enstrümanlar.
Çalışmanın baş yazarı doktora öğrencisi Matthew Rickard (UCL Physics & Astronomy) şunları söyledi: “Yerçekimi dalga dedektörleri Virgo ve LIGO, son birkaç yılda düzinelerce kara delik birleşmesi tespit edildi. Ancak şu ana kadar, bu boyuttaki karadeliklere çökeceği ve evrenin yaşından daha kısa, hatta genel olarak onunla karşılaştırılabilir bir zaman ölçeğinde birleşeceği tahmin edilen yıldızları henüz gözlemlemedik.
“En uygun modelimiz, bu yıldızların 18 milyar yıl içinde kara delikler olarak birleşeceğini öne sürüyor. Bu evrim yolunda bizimkine çok yakın yıldızlar bulmak Samanyolu galaksi bize bu kara delik ikili dosyalarının nasıl oluştuğu hakkında daha fazla bilgi edinmek için mükemmel bir fırsat sunuyor.”
Potsdam Üniversitesi’nde doktora öğrencisi olan ortak yazar Daniel Pauli şunları söyledi: “Bu ikili yıldız, şimdiye kadar gözlemlenen en büyük temaslı ikili yıldızdır. Kütlesi Güneş’in 32 katı olan daha küçük, daha parlak, daha sıcak yıldız, şu anda kütlesini bizim Güneş’imizin 55 katı olan daha büyük arkadaşına kaptırıyor.
Gökbilimcilerin bugün birleştiğini gördükleri kara delikler, milyarlarca yıl önce, evrende daha düşük seviyelerde demir ve diğer ağır elementlerin olduğu zamanlarda oluştu. Evren yaşlandıkça bu ağır elementlerin oranı arttı ve bu da kara delik birleşmelerini daha az olası hale getiriyor. Bunun nedeni, daha yüksek oranda daha ağır elementlere sahip yıldızların daha güçlü rüzgarlara sahip olmaları ve kendilerini daha erken patlatmalarıdır.
İyi çalışılmış Küçük Macellan Bulutu, Dünya’dan yaklaşık 210.000 ışıkyılı uzaklıkta, doğası gereği kendi Samanyolu galaksimizdeki demir ve diğer ağır metal bolluklarının yaklaşık yedide birine sahiptir. Bu yönüyle evrenin uzak geçmişindeki koşulları taklit eder. Ancak daha eski, daha uzak gökadaların aksine, gökbilimcilerin tek tek ve çift yıldızların özelliklerini ölçmesine yetecek kadar yakındır.
Araştırmacılar yaptıkları çalışmada, ikili yıldızdan gelen farklı ışık bantlarını (spektroskopik analiz) ölçtüler. NASA‘S Hubble uzay teleskobu (HST) ve Çoklu Birim Spektroskopik Kaşif (İLHAM PERİSİ) Açık ESO‘S Çok Büyük Teleskop Şili’de, diğer teleskopların yanı sıra, ultraviyoleden optiğe ve yakın kızılötesine kadar değişen dalga boylarında.
Ekip, bu verilerle yıldızların radyal hızlarını, yani bize doğru veya bizden uzağa yaptıkları hareketi, ayrıca kütlelerini, parlaklıklarını, sıcaklıklarını ve yörüngelerini hesaplayabildi. Daha sonra bu parametreleri en uygun evrimsel modelle eşleştirdiler.
Spektroskopik analizleri, küçük yıldızın dış kabuğunun büyük kısmının daha büyük arkadaşı tarafından soyulduğunu gösterdi. Ayrıca, her iki yıldızın yarıçapının Roche lobunu – yani bir yıldızın etrafındaki maddenin o yıldıza yerçekimsel olarak bağlı olduğu bölgeyi – aştığını gözlemlediler ve bu da daha küçük yıldızın malzemesinin bir kısmının taştığını ve eşlik eden yıldıza aktarıldığını doğruladı.
Yıldızların gelecekteki evriminden bahseden Rickard şunları açıkladı: “Daha küçük olan yıldız, 700.000 yıl gibi kısa bir süre içinde, ya süpernova adı verilen muhteşem bir patlamayla ya da kara bir kütleye dönüşecek kadar büyük olabilir. dışa doğru patlama olmayan delik.
“İlk kara delik, arkadaşından intikam alarak kütlesini artırmaya başlayana kadar yaklaşık üç milyon yıl boyunca huzursuz komşular olacaklar.”
Modelleme çalışmalarını yürüten Pauli şunları ekledi: “Yalnızca 200.000 yıl sonra, astronomik olarak bir an, yoldaş yıldız da bir kara deliğe dönüşecek. Bu iki büyük yıldız, milyarlarca yıl boyunca birkaç günde bir kendi etrafında dönerek birbirlerinin yörüngesinde dönmeye devam edecek.
“Yavaş yavaş bu yörünge enerjisini emisyon yoluyla kaybedecekler. yerçekimi dalgaları ta ki birkaç saniyede bir birbirlerinin yörüngesinde dönene ve nihayet 18 milyar yılda yerçekimi dalgaları yoluyla büyük bir enerji salınımıyla bir araya gelene kadar.”
Referans: “Yavaş Case A kütle transferinden geçen düşük metallikli masif temas ikilisi: SMC’de NGC 346’da SSN 7’nin ayrıntılı bir spektroskopik ve yörüngesel analizi”, MJ Rickard ve D. Pauli, Kabul Edildi, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202346055
