Astronomi

En Yakın Kara Delik

19 Ocak 2023

Yazı: En Yakın Kara Delik | Yazar: İlhan Vardar

ABD Ulusal Bilim Vakfı‘nın (The National Science Foundation – NSF) NOIRLab‘ı tarafından işletilen Uluslararası İkizler Gözlemevi‘ni kullanan gökbilimciler, Dünya’ya en yakın kara deliği keşfettiler. Bu, Samanyolu’nda uyuyan (etrafındaki nesnelerle beslenmeyen), yıldız kütleli bir kara deliğin ilk kesin tespitidir. Sadece 1600 ışık yılı mesafedeki Dünya’ya olan yakınlığı, ikili sistemlerin evrimi hakkındaki anlayışımızı ilerletmek için ilginç bir çalışma imkanı sunuyor.

Kara delikler evrendeki en uç nesnelerdir. Bu hayal edilemeyecek kadar yoğun nesnelerin süper kütleli versiyonları muhtemelen tüm büyük galaksilerin merkezlerinde bulunur. Güneş’in yaklaşık beş ila 100 katı ağırlığında olan yıldız kütleli kara delikler çok yaygındır ve sadece Samanyolu’nda tahmini 100 milyon tane vardır. Bununla birlikte, bugüne kadar çok azı doğrulanmıştır ve bunların neredeyse tamamı aktiftir. Yani yakındaki bir yıldız arkadaşından malzeme tüketirken X-ışınlarında parlak bir şekilde parlarlar.

NSF’nin NOIRLab’ı tarafından işletilen Uluslararası İkizler Gözlemevi’nin ikiz teleskoplarından biri olan Hawaii’deki Gemini North teleskopunu kullanan gökbilimciler, araştırmacıların Gaia BH1 olarak adlandırdıkları Dünya’ya en yakın kara deliği keşfettiler. Bu uyuyan kara delik, Güneş’ten yaklaşık 10 kat daha büyüktür ve Ophiuchus takımyıldızında yaklaşık 1600 ışık yılı uzaklıkta bulunur. Bu da onu Monoceros takımyıldızında bir X-ışını ikilisi olan önceki rekor sahibinden üç kat daha yakın hale getirir.

Yeni keşif, kara deliğin yoldaşının, kara deliğin yörüngesinde, Dünya’nın Güneş’in etrafında döndüğü mesafede, Kara deliğin etrafında dönen Güneş benzeri bir yıldızın hareketinin mükemmel gözlemlerini yaparak mümkün oldu.

“Güneş Sistemi’ni alın, Güneş’in olduğu yere bir kara delik koyun ve Dünya’nın olduğu yere Güneşi koyun ve bu sistemi elde edin” diye açıklıyor Astrofizik Merkezi’nde astrofizikçi olan Kareem El-Badry: “Daha önce benzeri sistemlerin tespiti iddia edilmiş olsa da, neredeyse tamamı daha sonra çürütüldü. Bu, galaksimizdeki yıldız kütleli bir kara deliğin etrafındaki geniş bir yörüngede Güneş benzeri bir yıldızın ilk kesin tespitidir.”

Galaksimizde milyonlarcasının dolaşmasına rağmen, tespit edilen az sayıda yıldız kütleli kara delik, kendilerine eşlik eden bir yıldızla olan enerji etkileşimleriyle keşfedildi. Yakındaki bir yıldızdan gelen malzeme kara deliğe doğru spirallenirken, aşırı ısınır ve güçlü X-ışınları ve malzeme jetleri üretir. Bir kara delik aktif olarak beslenmiyorsa (yani uykudaysa), sadece çevresiyle karışır.

El-Badry, “Son dört yıldır çok çeşitli veri kümeleri ve yöntemler kullanarak uykudaki kara delikleri arıyorum” diyor ve ekliyor: “Önceki girişimlerim – ve diğerlerininki gibi – kara delikler olarak maskelenen ikili sistemlerin bir menajeri ortaya çıktı, ancak bu arama ilk kez meyve verdi.”

Ekip başlangıçta Avrupa Uzay Ajansı’nın Gaia uzay aracından gelen verileri analiz ederek sistemin potansiyel olarak bir kara deliğe ev sahipliği yaptığını tespit etti. Gaia, görünmeyen büyük kütleli bir nesnenin yerçekiminin neden olduğu yıldızın hareketindeki küçük düzensizlikleri yakaladı. Sistemi daha ayrıntılı olarak keşfetmek için El-Badry ve ekibi, Kara deliğin yörüngesinde dönen ve yörünge periyodunun hassas ölçümünü sağlayan eşlik eden yıldızın hızını ölçen Gemini Çok Nesneli Spektrograf cihazına döndü. İkizler takip gözlemleri, yörünge hareketini ve dolayısıyla ikili sistemdeki iki bileşenin kütlelerini sınırlamak için çok önemliydi ve ekibin merkezi cismi Güneşimizden yaklaşık 10 kat daha büyük bir kara delik olarak tanımlamasına izin verdi.

El-Badry, “İkizler takip gözlemlerimiz, ikilinin normal bir yıldız ve en az bir uyuyan kara delik içerdiğini makul şüphenin ötesinde doğruladı” diyor. “En az bir kara delik içermeyen sistemin gözlemlenen yörüngesini açıklayabilecek makul bir astrofiziksel senaryo bulamadık.”

Ekip sadece Gemini North’un mükemmel gözlemsel yeteneklerine değil, aynı zamanda Gemini’nin sıkı bir son teslim tarihi hakkında veri sağlama yeteneğine de güvendi. Çünkü ekibin takip gözlemlerini gerçekleştirmek için kısa bir süresi vardı.

“Sistemin bir kara delik içerdiğine dair ilk işaretlere sahip olduğumuzda, iki nesnenin yörüngelerinde en yakın ayrımda olmasından sadece bir hafta önce vardı. Bu noktada ölçümler, ikili bir sistemde doğru kütle tahminleri yapmak için gereklidir, “diyor El-Badry. “İkizler’in kısa bir zaman ölçeğinde gözlem yapabilme yeteneği, projenin başarısı için kritik öneme sahipti. Eğer o dar pencereyi kaçırmış olsaydık, bir yıl daha beklemek zorunda kalırdık.”

Gökbilimcilerin ikili sistemlerin evrimine ilişkin mevcut modelleri, Gaia BH1 sisteminin kendine özgü konfigürasyonunun nasıl ortaya çıkmış olabileceğini açıklamakta zorlanıyor. Spesifik olarak, daha sonra yeni tespit edilen kara deliğe dönüşen progenitör (öncül) yıldız, Güneşimizden en az 20 kat daha büyük olacaktı. Bu, sadece birkaç milyon yıl yaşayacağı anlamına gelir. Her iki yıldız da aynı anda oluşmuş olsaydı, bu büyük kütleli yıldız hızla bir süperdeve dönüşürdü. Güneşimiz gibi uygun, hidrojen yakıcı, ana dizi bir yıldız haline gelmeye vakti gelmeden önce diğer yıldızı şişirir ve yutardı.

Güneş kütleli yıldızın bu bölümden nasıl kurtulabileceği ve kara delik ikilisinin gözlemlerinin gösterdiği gibi, görünüşte normal bir yıldız olarak nasıl sonuçlanabileceği hiç belli değil. Hayatta kalmaya izin veren teorik modellerin tümü, güneş kütleli yıldızın gerçekte gözlemlenenden çok daha sıkı bir yörüngede sona ermiş olması gerektiğini öngörmektedir.

Bu, kara deliklerin ikili sistemlerde nasıl oluştuğu ve geliştiği konusundaki anlayışımızda önemli boşluklar olduğunu gösterebilir ve ayrıca ikili sistemlerde henüz keşfedilmemiş bir uyuyan kara delik popülasyonunun varlığını da düşündürebilir.

El-Badry, “Bu sistemin standart ikili evrim modelleri tarafından kolayca barındırılmaması ilginçtir,” diye açıkladı. “Bu ikili sistemin nasıl oluştuğu ve orada uyuyan kara deliklerden kaç tane olduğu hakkında birçok soru ortaya koyuyor.”

NSF Gemini Program Görevlisi Martin Still, “Uzay ve yer tabanlı gözlemevleri ağının bir parçası olarak, Gemini North sadece bugüne kadarki en yakın kara delik için güçlü kanıtlar sağlamakla kalmadı, aynı zamanda kara delikle etkileşime giren olağan sıcak gazın derli toplu olduğu ilk bozulmamış kara delik sistemi için de güçlü kanıtlar sağladı” diyor. “Bu, potansiyel olarak Galaksimizdeki öngörülen uykudaki kara delik popülasyonunun gelecekteki keşiflerini müjdelerken, gözlemler de çözülmesi gereken bir gizem bırakıyor – egzotik komşusuyla ortak bir tarihe rağmen, bu ikili sistemdeki eşlik eden yıldız neden bu kadar normal?”
 
 
İlhan Vardar
 
 

Kaynak:

Noirlab2227 Bilim Bülteni

BEĞENEBİLECEĞİNİZ İÇERİKLER

No Comments

Cevap Yaz

Yazı: Pembeden Yeşile Bütünlük | Yazan: İrem Savaş
Girne Antik Liman
Girne Antik Liman
Öykü: Umarım Bu Gece Öldürülmem | Yazan: Didem Çelebi Özkan