NSF’nin NOIRLab tarafından işletilen Uluslararası İkizler Gözlemevi’ni kullanan gökbilimciler, Dünya’ya bilinen en yakın kara deliği keşfettiler. Bu, Samanyolu’nda hareketsiz bir yıldız kütleli kara deliğin ilk kesin tespitidir. Sadece 1600 ışıkyılı uzaklıktaki Dünya’ya olan yakınlığı, ikili sistemlerin evrimi konusundaki anlayışımızı ilerletmek için ilgi çekici bir çalışma hedefi sunuyor. Kredi: Uluslararası İkizler Gözlemevi/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Uzay motoru/M. Zamani
Gökbilimciler Dünyaya En Yakın Kara Deliği Keşfettiler
Gökbilimciler, araştırmacıların Gaia BH1 olarak adlandırdığı Dünya’ya en yakın kara deliği keşfettiler. Uyuyan kara delik, Güneş’in kütlesinin yaklaşık 10 katı ağırlığında ve Yılancı takımyıldızında yaklaşık 1600 ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor ve bu da onu Dünya’ya, Tekboynuz takımyıldızındaki bir X-ışın çifti olan önceki kayıt sahibinden üç kat daha yakın yapıyor. .
Keşif, kara deliğin yörüngesinde Dünya’nın Güneş’in etrafında dönmesiyle yaklaşık aynı mesafede dönen Güneş benzeri bir yıldız olan kara deliğin yoldaşının hareketine ilişkin mükemmel gözlemler yapılarak mümkün oldu.
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian ve Max Planck Astronomi Enstitüsü ve bu keşfi açıklayan makalenin baş yazarı. “Bunun gibi sistemlerin tespit edildiği iddia edilen pek çok şey olsa da, bu keşiflerin neredeyse tamamı daha sonra çürütüldü. Bu, galaksimizdeki yıldız kütleli bir kara deliğin etrafında geniş bir yörüngede dönen Güneş benzeri bir yıldızın ilk kesin tespiti.”
Kara delikler, evrendeki en uç nesnelerdir. Bu hayal edilemeyecek kadar yoğun nesnelerin süper kütleli versiyonları muhtemelen tüm büyük galaksilerin merkezlerinde bulunur. Güneş kütlesinin yaklaşık beş ila 100 katı ağırlığındaki yıldız kütleli kara delikler, yalnızca Samanyolu’nda tahmini 100 milyon ile çok daha yaygındır. Ancak bugüne kadar yalnızca birkaçı doğrulandı ve bunların neredeyse tamamı “aktif”, yani, hareketsiz duran karadeliklerin aksine, yakınlardaki bir yıldız arkadaşından malzeme tükettikleri için X-ışınlarında parlak bir şekilde parlıyorlar.
Samanyolu Galaksisi’nde dolaşan muhtemelen milyonlarca yıldız kütleli kara delik olmasına rağmen, tespit edilen çok azı, eşlik eden bir yıldızla enerjisel etkileşimleri sayesinde açığa çıkarıldı. Yakındaki bir yıldızdan gelen malzeme kara deliğe doğru spiral çizerken, aşırı ısınır ve güçlü X-ışınları ve malzeme jetleri üretir. Bir kara delik aktif olarak beslenmiyorsa (yani uykudaysa), çevresiyle uyum sağlar.
“Son dört yıldır çok çeşitli veri kümelerini kullanarak hareketsiz kara delikleri araştırıyorum. ve yöntemler,” diyor El-Badry. “Önceki girişimlerim – ve diğerlerininki – kara delikler kılığına giren bir ikili sistem yelpazesi ortaya çıkardı, ancak arama ilk kez meyvesini verdi.”
Gaia, Galaksinin bileşimini, oluşumunu ve evrimini ortaya çıkaran süreçte Galaksimizin, Samanyolu’nun üç boyutlu bir haritasını çıkarmaya yönelik iddialı bir görevdir. Kredi: ESA–D. Ducros, 2013
Ekip, başlangıçta Avrupa Uzay Ajansı’nın Gaia uzay aracından gelen verileri analiz ederek sistemin potansiyel olarak bir kara delik barındırdığını belirledi. Gaia, yıldızın hareketinde görünmeyen büyük bir nesnenin yerçekiminin neden olduğu çok küçük düzensizlikleri yakaladı.
Sistemi daha ayrıntılı bir şekilde keşfetmek için ekip, dört ay boyunca altı ay boyunca alınan 39 gözlem gerçekleştirdi. dünya çapında farklı teleskoplar.
İlk gözlem Temmuz ayında, Şili’deki Las Campanas Gözlemevi’ndeki 6,5 m Magellan Baade teleskopu kullanılarak bir Astrofizik Merkezi teleskop tahsisi yoluyla gerçekleştirildi. Bu gözlem, ikili dosyanın bir kara delik içerebileceğini öne sürdükten sonra, ekip, sistemi diğer teleskoplarla incelemek için birkaç yönetmenin takdirine bağlı zaman teklifleri – veya zaman açısından kritik gözlem talepleri – sundu; bu, daha yüksek spektral çözünürlük ve hassasiyet dahil olmak üzere çeşitli avantajlar sunacaktı. morötesi ve yakın kızılötesi dalga boylarına.
Ekibin başvurduğu bu tür teleskoplardan biri, Hawai’i’de bulunan ve NSF’nin NOIRLab’ı tarafından işletilen bir teleskop olan Gemini North’taki Gemini Çok Nesneli Spektrograf cihazıydı. İkizler takip gözlemleri, yörünge hareketini ve dolayısıyla ikili sistemdeki iki bileşenin kütlelerini sınırlandırmaya yardımcı oldu ve ekibin, merkezi gövdeyi Güneşimizden kabaca 10 kat daha büyük bir kara delik olarak tanımlamasına olanak sağladı.
El-Badry, “İkizler takip gözlemlerimiz, ikilinin normal bir yıldız ve en az bir hareketsiz kara delik içerdiğini makul şüphenin ötesinde doğruladı” diye açıklıyor. “En az bir kara delik içermeyen, sistemin gözlemlenen yörüngesini açıklayabilecek hiçbir makul astrofiziksel senaryo bulamadık.”
Bu gözlemlerden elde edilen veriler, sistemi odak noktasına getirdi ve tüm modelleri devre dışı bıraktı. bir kara delik içermez.
Gökbilimcilerin ikili sistemlerin evrimine ilişkin mevcut modelleri, Gaia BH1 sisteminin kendine özgü konfigürasyonunun nasıl ortaya çıkmış olabileceğini açıklamakta güçlük çekiyor. Spesifik olarak, daha sonra yeni tespit edilen kara deliğe dönüşen ata yıldız, Güneşimizden en az 20 kat daha büyük olacaktı. Bu, sadece birkaç milyon yıl yaşayabileceği anlamına gelir. Eğer her iki yıldız da aynı anda oluşmuş olsaydı, bu büyük kütleli yıldız hızla bir süperdev haline gelir, diğer yıldızı Güneşimiz gibi düzgün, hidrojen yakan, anakol yıldızına dönüşmeden önce şişirip içine çekerdi.{4 }
Güneş kütleli yıldızın bu olaydan nasıl sağ çıkıp, kara delik ikili gözlemlerinin de gösterdiği gibi, görünüşte normal bir yıldıza dönüştüğü hiç de net değil. Hayatta kalmaya izin veren teorik modellerin tümü, güneş kütleli yıldızın aslında gözlemlenenden çok daha dar bir yörüngede olması gerektiğini tahmin ediyor.
Bu, bilim adamlarının nasıl olduğuna dair anlayışlarında önemli boşluklar olduğunu gösterebilir. karadelikler ikili sistemlerde oluşur ve gelişir ve ikili sistemlerde henüz keşfedilmemiş, uykuda olan bir karadelik popülasyonunun varlığına işaret eder.
“Bu sistemin standart ikili evrimle kolayca uyum sağlamaması ilginçtir. modeller,” diye bitiriyor El-Badry. “Bu ikili sistemin nasıl oluştuğu ve dışarıda bu hareketsiz karadeliklerden kaç tane olduğu hakkında pek çok soruyu gündeme getiriyor.”
Bu araştırma hakkında daha fazla bilgi için Astronomlar Dünyaya En Yakın Kara Deliği Keşfetti bölümüne bakın.
Referans: Kareem El-Badry, Hans-Walter Rix, Eliot Quataert, Andrew W Howard, Howard Isaacson, Jim Fuller, Keith Hawkins, Katelyn Breivik, Kaze tarafından yazılan “Bir kara deliğin etrafında dönen Güneş benzeri bir yıldız” WK Wong, Antonio C Rodriguez, Charlie Conroy, Sahar Shahaf, Tsevi Mazeh, Frédéric Arenou, Kevin B Burdge, Dolev Bashi, Simchon Faigler, Daniel R Weisz, Rhys Seeburger, Silvia Almada Monter ve Jennifer Wojno, 2 Kasım 2022, Aylık Bildirimler Kraliyet Astronomi Topluluğu.
DOI: 10.1093/mnras/stac3140