Saman yolunda büyük Macellanic bulut hurling yıldızlarında süper kütleli bir kara delik olabilir

Hypervelocity yıldızları (HVSS) ilk olarak 1980’lerin sonunda varlığını sürdürdü. 2005 yılında İlk Keşifler onaylandı. HVSS normal yıldızlardan çok daha hızlı seyahat eder ve bazen galaktik kaçış hızını aşabilirler. Gökbilimciler Samanyolu’nun yaklaşık 1.000 HVS içerdiğini tahmin ediyor ve yeni araştırmalar, bunların bazılarının Samanyolu’nun uydu galaksisi olan büyük Macellanic Cloud (LMC) ‘de geldiğini gösteriyor.

LMC’nin bazı HVS’leri Samanyolu’na çıkaran süper kütleli bir kara deliği (SMBH) var mı?

Samanyolu’ndaki çoğu yıldız yaklaşık 100 km/s’de hareket ederken, HVSS yaklaşık 1000 km/s kadar hızlı hareket edebilir. Mevcut kanıtlarla desteklenen yerleşik düşünme, HVSS’nin Galaktik Merkezden geldiğini söylüyor. Gökbilimciler, çok yaklaşan ikili yıldız sistemlerinden geldiklerini düşünüyorlar. SGR. A*Samanyolu SMBH.

Bu senaryoda, ikili yıldızlardan biri kara delik tarafından yakalanır ve diğeri HVS olarak çıkarılır. Buna denir Tepeler Mekanizması. Aslında, SGR’nin varlığını destekleyen orijinal kanıtlardan bazıları. A* hızlı hareket etmeye dayanıyordu Galaktik Merkezdeki Yıldızlar Tepeler Mekanizması tarafından.

Yeni araştırma gönderildi Astrofizik Dergisi Samanyolu HVS’lerinin şaşırtıcı sayıda Galaktik Merkezden değil LMC’den geldiğini gösterir. “Hypervelocity Stars, büyük Magellanik bulutta süper kütleli bir kara deliği izliyor.” Baş yazar, Galaktik Arkeolojiyi inceleyen Harvard ve Smithsonian Astrofizik Merkezi’nde mezun olan Jiwon Han ve mevcut üzerinde Arxiv ön hazırlık sunucusu.

2006 yılında, araştırmacılar Samanyolu’nda HVSS araştırmasının sonuçlarını yayınladılar. Bu anket, Samanyolu’nun dış halosunda bağlanmamış B tipi ana dizi yıldızları olan 21 HVS’yi tespit etti. Özellikleri, tepeler mekanizması tarafından Galaktik Merkezden çıkarılan yıldızlarla tutarlıydı. Bu yeni araştırmada, gökbilimciler bu yıldızları tekrar ziyaret ettiler. 2006 yılında mevcut olmayan bazı yardımları vardı: ESA’nın Gaia uzay aracı.

Gaia bizim yıldız ölçüm süper kahramanımızdır. Çoğunlukla yıldız olmak üzere 2 milyar nesneyi ölçtüğü ve pozisyonlarını ve hızlarını izlediği Sun-Earth L2 noktasında oturuyor. Han ve meslektaşları, GAIA tarafından sağlanan uygun hareketleri kullanarak 21 HVSS’yi tekrar ziyaret ettiler. Samanyolu anlayışımızda önemli bir ilerleme kaydeden bir misyon olan Gaia, tekrar geldi.

Han ve ortak yazarları, “HVS anketi tarafından keşfedilen bağlanmamış HVS’lerin yarısının Galaktik Merkeze değil, LMC’ye geri döndüğünü görüyoruz.”

Bu onları daha derine inmeye motive etti. Araştırmacılar, LMC’de bir SMBH tarafından çıkarılan simüle edilmiş yıldızlara dayanan bir model inşa ettiler. Yazarlar, “Simüle edilmiş HVS’lerin öngörülen mekansal ve kinematik dağılımları gözlemlenen dağılımlara oldukça benzer.”

HSV’lerin başka bir kök nedeni olabilir mi? Süpernova patlamaları yıldızları çıkarabilir ve böylece dinamik yerçekimi etkileşimleri olabilir. Yazarlara göre bunlar onları açıklayamazlar. Yazarlar, “LMC HVSS’nin doğum oranının ve kümelenmesinin süpernova koşuları veya bir SMBH içermeyen dinamik ejeksiyon senaryoları ile açıklanamayacağını görüyoruz.”

LMC’deki bir kara deliği destekleyen önemli bir kanıt aşırı sesdir. LEO Aşırı Denetimi olarak adlandırılan, çevredeki bölgelerden daha yüksek bir yıldız yoğunluğu içeren LEO takımyıldızına doğru bir bölgedir. Han ve ortak araştırmacılar, modellerinin de aynı aşırıliği ürettiğini söylüyor. LMC’de yaklaşık 600.000 güneş kütlesi olan bir SMBH, bazıları şu anda aşırı seslilikte ikamet eden HVS’ler olan Samanyolu’na giriyor.

Modelleri, LEO aşırı sesliliğindeki neredeyse tüm yıldızların, yazarların “meraklı bir sonuç” olarak tanımladığı LMC ve SMBH’den geldiğini gösteriyor. Bunu daha iyi anlamak için Hills mekanizmasının nasıl çalıştığını araştırdılar.

“Tepelerin mekanizmasının ana bileşenleri şunlardır: (1) LMC kütlesi, (2) ikili yıldız kütleleri, (3) gelgit kesintisinden önce ikili ayrımlar, (4) ikili yörüngenin SMBH çevresinde perikenter mesafeleri,” yazarlar yazıyor. Bunlar tepelerin mekanizmasına girişlerdir ve çıktılar bireysel yıldızlar için ejeksiyon olasılıkları ve hızlarıdır.

Çıkarılan yıldızlar için araştırmacılar, yörüngelerini nereye gideceklerini görmek için 400 milyon yıl boyunca entegre ettiler. Yazarlar, “Son olarak günümüzde Galaktik dinlenme çerçevesinden ortaya çıkan yıldız popülasyonunu ‘gözlemliyoruz’ ve HVS anketinin gözlemsel kısıtlamalarına uyacak bir seçim işlevi uyguluyoruz.”

Bu araştırmanın sonuçları geniş kapsamlı olabilir. Mevcut düşünce, tüm büyük galaksilerin bir SMBH içerdiğini ancak daha küçük galaksilerin olmadığını söylüyor. Daha küçük galaksilerin onları barındırabileceğine dair bazı kanıtlar var, ancak LMC gibi cüce galaksilerde, örneğin, kara delikler, kesimin nerede olduğuna bağlı olarak gerçek SMBHS olarak nitelendirilecek kadar büyük olmayabilir. Ayrıca, cüce galaksilerinde tespit edilmesi daha zordur, çünkü aktif olarak biriktirmediler.

Bu araştırma şeyleri değiştirir.

Bir kara deliğin varlığının tek başına HVSS üretmediğini gösterir; Galaksinin hareketi de katkıda bulunur. HVS’lerin gelecekteki çalışmalarının galaktik hareketi dikkate alması gerekmektedir.

Çalışma ayrıca galaksi büyümesi ve evrim anlayışımız için sonuçlara sahiptir. Astrofizikçiler daha küçük galaksilerde kara delikler eksikse, bu, galaktik evrim teorilerimizin muhtemelen sonuçsal verilerden yoksun olduğu anlamına gelir.

HVSS hakkında daha fazla araştırma bu sonuçları dikkate alacaktır. GAIA verileri, gelecekteki veri bültenlerinde daha fazla kullanıma sunulduğunda daha fazla HVSS bulunmasına yardımcı olabilir. Bu, daha fazla veri noktası, bilim adamlarının her zaman aradığı bir şey anlamına gelir. Bu verilerle, araştırmacılar daha ayrıntılı modeller oluşturabilir ve HVSS ve nasıl üretildikleri hakkında daha sıkı teoriler geliştirebilirler.