Bir yıldız kara deliğe çok yaklaştığında, yoğun gelgitler onu bir gaz akışına böler. Bu sanatçının animasyonu, kara deliği çevreleyen bu kalıntıların bir kısmını bir enkaz diski olarak gösteriyor. Kredi: NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi
- Gökbilimciler, çeşitli galaksilerdeki binlerce yıldızın yok edildiğine dair kanıt buldular. NASAChandra X-ray Gözlemevi.
- Yoğun yıldız kümeleri içinde büyüyen kara deliklerin bu büyük ölçekli yıkımdan sorumlu olduğu düşünülüyor.
- Bu süreç, yıldız kütleli karadeliklerin kontrolden çıkmış büyümesi yoluyla “orta kütleli karadelikleri” açıklayabilir.
- Yeni çalışma, Chandra ile yüzden fazla galaksinin gözlemlerini içeriyordu.
NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi tarafından 100’den fazla gökada üzerinde yapılan yeni bir araştırma, kara deliklerin ağırlık kazanma arayışında binlerce yıldızı yok ettiğine dair işaretler ortaya çıkardı. Aşağıdaki grafikte gösterilen dört gökada, örneklemdeki merkezlerinin yakınında karadeliklerin büyüdüğüne dair kanıt gösteren 29 gökada arasındadır. Chandra’dan (mavi) gelen X-ışınları, NGC 1385, NGC 1566, NGC 3344 ve NGC 6503 gökadalarının NASA’nın Hubble Uzay Teleskobu’ndan alınan optik görüntülerin üzerine bindirilmiştir. Bu makalenin altındaki resimde görünen kutular, filizlenen kara deliklerin yeri.
Bu dört gökada, Chandra tarafından yürütülen ve büyüyen kara deliklerin kanıtlarını arayan 100’den fazla gökadanın geniş bir araştırmasının parçasıdır. Yeni bir çalışma, bu yoğun ortamlardaki yıldız kütleli kara deliklerin birden fazla yıldızı parçaladığına ve daha sonra büyümelerini hızlandırmak için enkazlarını kullandığına dair kanıtları ortaya çıkardı. Chandra sonuçları, yıldız-kütle türünden daha büyük ama süper kütleli kara deliklerden daha küçük olan bir sınıf olan “orta kütleli kara delikler”in yaratılması için bir yol sağlar. Bu galaksilerin her biri için Chandra verileri, Hubble Uzay Teleskobu’ndan alınan optik görüntülerle gösterilmektedir. Kredi: X-ray: NASA/CXC/Washington State Univ./V. Baldassare ve diğerleri; Optik: NASA/ESA/STScI
Bu yeni sonuçlar, bu kara deliklerin en azından bazılarının mevcut boyutlarına ulaşması için nispeten şiddetli bir yola işaret ediyor – daha önce hiç görülmemiş bir ölçekte yıldız yıkımı.
Gökbilimciler, iki farklı kara delik sınıfı hakkında ayrıntılı çalışmalar yaptılar. Daha küçük çeşitlilik, tipik olarak Güneş’in kütlesinin 5 ila 30 katı ağırlığında olan “yıldız kütleli” kara deliklerdir. Spektrumun diğer ucunda, milyonlarca hatta milyarlarca güneş kütlesi ağırlığındaki çoğu büyük galaksinin ortasında yaşayan süper kütleli kara delikler var. Son yıllarda, “orta kütleli kara delikler” (IMBH’ler) olarak adlandırılan bir arada sınıfın var olduğuna dair kanıtlar da olmuştur. Chandra ile yapılan yeni çalışma, bu tür IMBH’lerin yıldız kütleli kara deliklerin kontrolden çıkmış büyümesi yoluyla nasıl yapıldığını açıklayabilir.
-
NGC 1385 Kompozit
-
NGC 1566 Kompozit
-
NGC 3344 Kompozit
-
NGC 6503 Kompozit
IMBH’leri yapmanın bir anahtarı çevreleri olabilir. Bu son araştırma, galaksilerin merkezlerindeki çok yoğun yıldız kümelerine baktı. Bu kadar yakın yıldızlarla, birçok yıldız, kümelerin merkezlerindeki kara deliklerin yerçekimi kuvvetinin içinden geçecektir. Ekip tarafından yapılan teorik çalışma, bir kümedeki yıldızların yoğunluğunun – belirli bir hacme sığdırılan sayının – bir eşik değerinin üzerinde olması durumunda, bir yıldız kütlesi anlamına gelir. Kara delik kümenin merkezinde, yakınlardaki bol miktardaki komşu yıldızları içeri çekerken, parçalarken ve yuttukça hızlı bir büyümeye uğrayacaktır.
Yeni Chandra çalışmasındaki kümelerden, bu eşiğin üzerinde yoğunluğa sahip olanlar, yoğunluk eşiğinin altındakilere göre yaklaşık iki kat daha fazla büyüyen karadeliğe sahipti. Yoğunluk eşiği, kümelerdeki yıldızların ne kadar hızlı hareket ettiğine de bağlıdır.
En son Chandra araştırmasının önerdiği süreç, evren tarihinde herhangi bir zamanda gerçekleşebilir, bu da orta kütleli karadeliklerin, karadeliklerin meydana gelmesinden milyarlarca yıl sonra oluşabileceğini ima eder. Büyük patlamagünümüze kadar.
Kredi: X-ray: NASA/CXC/Washington State Univ./V. Baldassare ve diğerleri; Optik: NASA/ESA/STScI
Bu sonuçları açıklayan bir makale kabul edildi ve Astrofizik Dergisi. Çalışmanın yazarları Vivienne Baldassare (Washington Eyalet Üniversitesi), Nicolas C. Stone (Kudüs’teki İbranice Üniversitesi, İsrail), Adi Foord (Stanford Üniversitesi), Elena Gallo (Michigan Üniversitesi) ve Jeremiah Ostriker (Princeton Üniversitesi).
Referans: Vivienne F. Baldassare, Nicholas C. Stone, Adi Foord, Elena Gallo ve Jeremiah P. Ostriker, “Yoğun yıldız ortamlarında devasa kara delik oluşumu: Yüksek hızlı dağılımlı nükleer yıldız kümelerinde gelişmiş X-ışını algılama oranları”, 14 Nisan 2022, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/ac5f51
arXiv:2203.02517
NASA’nın Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Chandra programını yönetiyor. Smithsonian Astrofizik Gözlemevi’nin Chandra X-ray Merkezi, Cambridge, Massachusetts’teki bilim operasyonlarını ve Burlington, Massachusetts’teki uçuş operasyonlarını kontrol ediyor.
