Kara delikler, büyümeyi hızlandırmak için binlerce yıldızı yerle bir ediyor

Evrenin en kalabalık bölümlerinden bazılarında kara delikler binlerce yıldızı parçalıyor ve bunların kalıntılarını ağırlık toplamak için kullanıyor olabilir. NASA’nın Chandra X-ray Gözlemevi ile yapılan bu keşif, anlaşılması zor bir kara delik sınıfıyla ilgili önemli soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir.

Gökbilimciler daha önce yıldızları parçalayan birçok kara delik örneği bulmuş olsa da, bu kadar büyük bir ölçekte yıkım için çok az kanıt görüldü. Bu tür bir yıldız yıkımı, çok daha küçük bir kara deliğin kaçak büyümesi yoluyla orta büyüklükteki kara deliklerin nasıl yapıldığını açıklayabilir.

Gökbilimciler, iki farklı kara delik sınıfı hakkında ayrıntılı çalışmalar yaptılar. Daha küçük çeşitlilik, tipik olarak Güneş’in kütlesinin 5 ila 30 katı ağırlığında “yıldız kütleli” kara deliklerdir. Spektrumun diğer ucunda, çoğu büyük galaksinin ortasında yaşayan, milyonlarca hatta milyarlarca güneş kütlesi ağırlığında süper kütleli kara delikler var. Son yıllarda, “orta kütleli” kara delikler adı verilen bir ara sınıfın var olduğuna dair kanıtlar da olmuştur.

108 galaksinin merkezindeki yoğun yıldız kümelerinin Chandra verilerini kullanan en son çalışma, bu orta büyüklükteki kara deliklerin nerede oluşabileceği ve nasıl büyüdükleri hakkında kanıt sağlıyor.

Washington, Pullman’daki Washington Eyalet Üniversitesi’nden araştırmayı yöneten Vivienne Baldassare, “Yıldızlar bu aşırı yoğun kümelerde olduğu gibi birbirine çok yakın olduklarında, orta kütleli kara delikler için uygun bir üreme alanı sağlıyor” dedi. “Ve öyle görünüyor ki, yıldız kümesi ne kadar yoğunsa, büyüyen bir kara delik içerme olasılığı o kadar yüksek.”

Ekibin teorik çalışması, bir kümedeki yıldızların yoğunluğunun (belirli bir hacme sığdırılan sayının) bir eşik değerinin üzerinde olması durumunda, kümenin merkezindeki yıldız kütleli bir kara deliğin içeri çekilirken hızlı bir büyüme göstereceğini ima ediyor. yakınlardaki bol yıldızları parçalar ve yutar.

Yeni Chandra çalışmasındaki kümelerden, bu eşiğin üzerinde yoğunluğa sahip olanların, yoğunluk eşiğinin altındakilere göre büyüyen bir kara delik içerme olasılığı yaklaşık iki kat daha fazlaydı. Yoğunluk eşiği, kümelerdeki yıldızların ne kadar hızlı hareket ettiğine de bağlıdır.

İbranice’den ortak yazar Nicholas C. Stone, “Bu, kara deliklerin doyumsuz doğasına dair gördüğümüz en muhteşem örneklerden biri, çünkü büyümeleri sırasında binlerce veya on binlerce yıldız tüketilebilir” dedi. Kudüs Üniversitesi. “Kaçak büyüme, ancak yıldız arzı kurumaya başladığında yavaşlamaya başlar.”

Bilim adamlarının galaksilerin merkezlerinde devasa kara deliklerin oluşabileceğini düşündükleri diğer yollar arasında devasa bir gaz ve toz bulutunun çökmesi veya aşırı büyüklükteki yıldızların doğrudan orta büyüklükte bir kara deliğe çökmesi sayılabilir. Bu fikirlerin her ikisi de bilim adamlarının büyük patlamadan sonraki ilk birkaç yüz milyon yılda var olduğunu düşündükleri koşulları gerektirir.

En son Chandra araştırmasının önerdiği süreç, evren tarihinde herhangi bir zamanda gerçekleşebilir, bu da orta kütleli kara deliklerin büyük patlamadan milyarlarca yıl sonra, günümüze kadar oluşabileceğini ima eder.

Yoğun yıldız kümelerindeki kara deliklerin büyümesi, kütleleri Güneş’inkinin yaklaşık 50 ila 100 katı olan bazı kara deliklerin Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi (LIGO) tarafından yerçekimi dalgalarının saptanmasını da açıklayabilir. Bu tür kara delikler, büyük kütleli yıldızların çöküşünün çoğu modeli tarafından tahmin edilmiyor.

Palo Alto, California’daki Stanford Üniversitesi’nden ortak yazar Adi Foord, “Çalışmamız, yıldız kümelerinde kaçak kara delik büyümesinin meydana geldiğini kanıtlamıyor” dedi. daha da güçlü bir durum.”

Bu sonuçları açıklayan bir makale kabul edildi. Astrofizik Dergisi.