Gaia, Samanyolu’ndaki yıldızların yanından geçen serbest yüzen kara delikleri tespit edebilir

Kara deliklere sahip olan şey, onları görmenin zor olmasıdır. Tipik olarak varlıklarını ancak yerçekimsel çekimlerini algılayabildiğimiz zaman algılayabiliriz. Ve galakside dolaşan ve başka bir parlak astronomiye bağlı olmayan haydut kara delikler varsa, onları tespit etmek son derece zor olurdu. Ama şimdi bunu yapmak için yeni bir potansiyel veri setimiz var.

Gaia, galaksideki toplam yıldız sayısının yaklaşık %1’i olan 1,5 milyardan fazla yıldız için astrometri verilerini içeren devasa 3. veri setini yayınladı. Florida Üniversitesi ve Northwestern Üniversitesi’nden Jeff Andrews tarafından hazırlanan yeni bir makaleye göre, Gaia’nın katalogdaki 1,5 milyar yıldızdan biriyle kısaca etkileşime giren haydut bir kara deliğin neden olduğu düzensizlikleri tespit etmesi mümkün olabilir. Ne yazık ki, böyle bir etkileşimin gerçekten Gaia’nın gözlem zamanı sırasında gerçekleşmiş olması pek olası değil.

Bu makale, bazı yıldızlarına yoldaşlar bulmak için yeni Gaia verilerinin hazinesini kullanma potansiyelini araştıran bir serinin üçüncüsü. Aydınlık yıldızlar Gaia’nın uzmanlık alanıdır, ancak birçoğunun ışık yayan ortakları kadar tespit edilemeyen “karanlık arkadaşları” vardır. Bu karanlık arkadaşların hepsi kara delik değil – bazıları yakıt kaynaklarını çoktan tüketmiş ancak bir kara delik oluşturacak kadar büyük olmayan ölü yıldızlar olabilir.

İlk makale, bilim adamlarının bu karanlık yoldaşların imzalarını almak için Gaia’nın verilerini nasıl kullanabileceğine baktı. İkincisi, verilerin gözlemsel zaman çizelgesini aşan yörünge dönemleriyle çok uzun ikili yörünge ilişkilerinin ipuçlarını içerip içermediğine odaklandı. Bu çalışmaların her ikisi de, Gaia verileri yayınlandıktan sonra birinin şüphesiz üstleneceği geçerli analizlere işaret ediyor. Ancak, tüm karanlık yoldaşların potansiyel olarak en ilginç olanı olan kara deliklere değinmiyorlar.

Tahminler, Samanyolu’ndaki kara delik sayısını 10 milyon ile 1 milyar arasında, galaksideki olası toplam yıldız sayısının %0.01 ile %1’i arasında gösteriyor. Ancak bunların çoğu yalnızca bir yıldız boyutundadır ve geleneksel verilerle tespit edilmesi son derece zordur. Yine de, çekimleri Gaia’nın veri setinde fark edilebilir.

Gaia, yıldızların konumunu, hareketlerini ve büyüklüklerini tespit eden astrometri verilerini kendisi toplar. Bir kara delik ile ne kadar kısa süreli olursa olsun herhangi bir etkileşim potansiyel olarak bu ölçümlerden herhangi birini etkileyebilir. Bu sadece ne arayacağınızı anlamak meselesidir.

Bu, Andrews makalelerinin ayrıntılarının netleştirdiği karmaşık matematik ve “aşırı varsayımlar” kadar kolay olmayabilir. Gaia’nın kataloğundaki yaklaşık 300.000 yıldızın hızlanma olayları sergilediğini belirtiyor. Bununla birlikte, Samanyolu’nun karanlık madde içeriğiyle ilgili bazı çok kapsamlı varsayımlarla, bu 300.000 gözlenen ivmenin hiçbirinin muhtemelen haydut bir kara delik ile etkileşimlerden kaynaklanmadığına dikkat çekiyor.

Ancak bu, Gaia ile böyle bir etkileşimi tespit etmenin mümkün olmadığı anlamına gelmez. Aslında Andrews, galaksinin kendisinin nasıl yapılandırıldığına dair bazı varsayımlarla bunun mümkün olduğuna inanıyor. Parlayan bir yıldızla geçici olarak etkileşime giren haydut bir kara delik, Gaia’nın gözlem süresi boyunca büyük olasılıkla yakalamadığı nadir bir olaydır. Ancak başka bir bilim insanı, verilerde saklanan böyle bir etkileşimin kanıtını bulursa veya gelecekte başka bir görev bunun kanıtını yakalamayı başarırsa, böyle bir keşif kara delik bilimi için bir nimet olacaktır.