Samanyolu’nun ölü yıldız mezarlığı bulundu

“Galaktik yeraltı dünyasının” ilk haritası – o zamandan beri kara deliklere ve nötron yıldızlarına dönüşen bir zamanların devasa güneşlerinin cesetlerinin bir haritası – Samanyolu’nun yüksekliğinin üç katına uzanan ve neredeyse üçte biri kadar olan bir mezarlığı ortaya çıkardı. nesnelerin tamamı galaksiden dışarı fırladı.

Ph.D. David Sweeney, “Ölü yıldızların bu kompakt kalıntıları, görünür galaksiden temelde farklı bir dağılım ve yapı gösteriyor” dedi. Sidney Üniversitesi’ndeki Sidney Astronomi Enstitüsü’nde öğrenci ve derginin son sayısında makalenin baş yazarı. Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri.

“Galaktik yeraltı dünyasının ‘yüksekliği’ Samanyolu’nun kendisinde üç kattan daha büyük” diye ekledi. “Ve nesnelerin inanılmaz bir yüzde 30’u galaksiden tamamen atıldı.”

Nötron yıldızları ve kara delikler, güneşimizden sekiz kat daha büyük olan devasa yıldızlar yakıtlarını tüketip aniden çöktüğünde oluşur. Bu, titanik bir süpernova patlamasında yıldızın dış kısımlarını parçalayan kaçak bir reaksiyonu tetiklerken, çekirdek -başlangıç ​​kütlesine bağlı olarak- bir nötron yıldızı ya da bir kara delik olana kadar kendi içinde sıkıştırmaya devam eder.

Nötron yıldızlarında çekirdek o kadar yoğundur ki, elektronlar ve protonlar atom altı düzeyde nötronlarda birleşmeye zorlanır ve toplam kütlesini bir şehirden daha küçük bir küreye sıkıştırır. Orijinal yıldızın kütlesi güneşimizin 25 katından daha büyükse, bu yerçekimi kaynaklı çöküş, çekirdek o kadar yoğun olana kadar devam eder ki, ışık bile kaçamaz. Her iki tür yıldız cesetleri de uzayı, zamanı ve etraflarındaki maddeyi çarpıtır.

Galaksinin gençliğinden beri milyarlarca oluşmuş olsa da, bu egzotik leşler, onları yaratan süpernova tarafından yıldızlararası uzayın karanlığına fırlatıldı ve bu nedenle şimdiye kadar gökbilimcilerin görüş ve bilgisinin ötesine geçti.

Araştırmacılar, antik ölü yıldızların tüm yaşam döngüsünü dikkatlice yeniden oluşturarak, cesetlerinin nerede olduğunu gösteren ilk ayrıntılı haritayı oluşturdular.

Makalenin yazarlarından Sydney Astronomi Enstitüsü’nden Profesör Peter Tuthill, “Bu antik nesneleri bulmanın sorunlarından biri, şimdiye kadar nereye bakacağımıza dair hiçbir fikrimizin olmamasıydı” dedi. “En eski nötron yıldızları ve kara delikler, galaksi daha gençken ve farklı şekillerdeyken yaratıldı ve daha sonra milyarlarca yıla yayılan karmaşık değişikliklere maruz kaldı. Bunları bulmak için tüm bunları modellemek büyük bir görevdi.”

Yeni oluşan nötron yıldızları ve kara delikler günümüz galaksisine uygundur, dolayısıyla gökbilimciler nereye bakmaları gerektiğini bilirler. Ancak en eski nötron yıldızları ve kara delikler, uzun zaman önce yıkılmış bir eve hala musallat olan hayaletler gibidir, bu yüzden onları bulmak daha zordur.

Profesör Tuthill, efsaneye göre yaşlı fillerin gruplarından uzakta tek başına ölmeye gittikleri bir yere atıfta bulunarak, “Bu efsanevi filin mezarlığını bulmaya çalışmak gibiydi” dedi. “Bu ender büyük kütleli yıldızların kemikleri orada olmalıydı, ama kendilerini bir gizemle örtmüş gibiydiler.”

Sweeney, “gerçek dağılımlarını ararken çözmem gereken en zor sorun, yaratılışlarının şiddetli anlarında aldıkları ‘tekmeler’i açıklamaktı. Süpernova patlamaları asimetriktir ve kalıntılar yüksek hızda dışarı atılır. saatte milyonlarca kilometreye kadar – ve daha da kötüsü, bu her nesne için bilinmeyen ve rastgele bir yönde gerçekleşir.”

Ancak evrendeki hiçbir şey uzun süre hareketsiz kalmaz, bu nedenle patlayıcı tekmelerin olası büyüklüklerini bilmek bile yeterli değildi: araştırmacılar kozmik zamanın derinliklerini araştırmak ve milyarlarca yıl boyunca nasıl davrandıklarını yeniden yapılandırmak zorunda kaldılar.

Sweeney, “Biraz bilardodaki gibi” dedi. “Topun hangi yöne çarptığını ve ne kadar sert olduğunu biliyorsanız, o zaman nerede biteceğini de hesaplayabilirsiniz. Ancak uzayda nesneler ve hızlar çok daha büyük. Ayrıca, masa düz değil, bu yüzden yıldız kalıntıları galakside ilerleyen karmaşık yörüngelerde ilerleyin.”

“Son olarak, bir bilardo masasından farklı olarak, sürtünme yoktur – bu yüzden asla yavaşlamazlar. Şimdiye kadar oluşan neredeyse tüm kalıntılar hala orada, yıldızlararası uzayda hayaletler gibi kayar.”

Sidney Üniversitesi Araştırma Görevlisi Dr. Sanjib Sharma ve Monash Üniversitesi’nden Dr. Ryosuke Hirai ile birlikte oluşturdukları karmaşık modeller, yıldızların nerede doğduklarını, ateşli sonlarıyla nerede buluştuklarını ve galaksi geliştikçe nihai dağılmalarını kodladı.

Nihai sonuç, Samanyolu’nun yıldız nekropolünün bir dağılım haritasıdır.

Dr. Sharma, “Biraz şok oldu” dedi. “Her gün, bugün bildiğimiz görünür galaksinin görüntüleri ile çalışıyorum ve galaktik yeraltı dünyasının incelikle farklı, ancak genel hatlarıyla benzer olacağını bekliyordum. Formda bu kadar radikal bir değişiklik beklemiyordum.”

Oluşturulan haritalarda, Samanyolu’nun karakteristik sarmal kolları, ‘galaktik yeraltı dünyası’ versiyonunda kayboluyor. Bunlar, kalıntıların çoğunun yaşı ve onları yaratan süpernovalardan gelen enerjik tekmelerin bulanık etkileri nedeniyle tamamen silinmiştir.

Daha da ilgi çekici olan yandan görünüm, galaktik yeraltı dünyasının Samanyolu’ndan çok daha fazla “şişmiş” olduğunu gösteriyor – süpernovalar tarafından enjekte edilen kinetik enerjinin onları görünür Samanyolu çevresinde bir hale haline getirmesinin bir sonucu.

Dr. Hirai, “Belki de çalışmamızdan elde edilen en şaşırtıcı bulgu, tekmelerin o kadar güçlü olması ki Samanyolu’nun bu kalıntıların bir kısmını tamamen kaybedeceğidir” dedi. “O kadar sert tekmeleniyorlar ki, nötron yıldızlarının yaklaşık yüzde 30’u, bir daha geri dönmemek üzere galaksiler arası uzaya fırlatılıyor.”

Tuthill, “Benim için, bu çalışmada bulduğumuz en harika şeylerden biri, güneşimizin etrafındaki yerel yıldız mahallesinin bile bu hayalet ziyaretçilerin geçmesi muhtemel olmasıdır. İstatistiksel olarak en yakın kalıntımız sadece 65 ışıkyılı uzaklıkta olmalıdır: daha fazla ya da daha az galaktik terimlerle arka bahçemizde.”

Sweeney, “Bu araştırmanın en heyecan verici kısmı hala önümüzde” dedi. “Artık nereye bakacağımızı bildiğimize göre, onları avlamak için teknolojiler geliştiriyoruz. Bahse girerim, ‘galaktik yeraltı dünyası’ çok daha uzun süre gizem içinde kalmayacak.”