Ohio State Üniversitesi’nden bir astronomi profesörü olan Todd Thompson yeni bir çalışmanın öncülüğünü yapan Todd Thompson , “Bu ipucunu, kara delik arayışında henüz araştırmayacağımız başka bir popülasyon olduğunu gösteriyor” dedi . Bilim adamları, araştırmalarında, bilmedikleri bir kara delik sınıfının eksik olabileceğini göstermektedir.
Kara delikler astrofizikçilerin evreni anlamalarının önemli bir parçasıdır – o kadar önemli ki bilim adamları Samanyolu galaksisindeki tüm kara deliklerin bir nüfus sayımı oluşturmaya çalışıyorlardı. Bugün Science dergisinde yayınlanan bir çalışmada, gökbilimciler kara delikleri aramanın yeni bir yolunu sunuyorlar ve evrendeki bilinen en küçük kara deliklerden daha küçük bir kara delikler sınıfının mümkün olduğunu gösteriyorlar.
Thompson, “İnsanlar süpernova patlamalarını, süper kütleli siyah yıldızların nasıl patladığını, öğelerin süper kütleli yıldızlarda nasıl oluştuğunu anlamaya çalışıyor” dedi. “Eğer yeni bir kara delik popülasyonu ortaya çıkarsaydık, bize hangi yıldızların patladığını, hangilerinin olmadığını, hangilerinin nötron yıldızlarını oluşturan kara delikleri oluşturduğunu anlatırdı. Yeni bir çalışma alanı açar. ”
İnsanları sadece 5’9 ″ ve daha uzun sayan bir şehir sayımı düşünün ve nüfus sayımı yapanların 5’9 ″’dan daha az insan bulunduğunu bilmediğini hayal edin. Bu nüfus sayımından elde edilen veriler eksiktir ve nüfusun yanlış bir resmini sunar. Thompson, temelde kara delik arayışında olan şey olduğunu söyledi.
Gökbilimciler uzun zamandır yerçekimi çeken kara delikler aramaktadırlar; öyle ki şiddetli hiçbir şey – önemli değil, radyasyon değil – kaçabilirler. Bazı yıldızlar öldüğünde, kendi kendine küçülüp patladığında kara delikler oluşur. Gökbilimciler aynı zamanda nötron yıldızları da arıyorlar – bazı yıldızlar öldüğünde ve çökerken oluşan küçük, yoğun yıldızlar.
Her ikisi de Dünya üzerindeki elementler ve yıldızların nasıl yaşadığı ve öldüğü hakkında ilginç bilgiler tutabilir. Fakat bu bilgiyi ortaya çıkarmak için, astronomların önce kara deliklerin nerede olduğunu bulmaları gerekiyor. Kara deliklerin nerede olduğunu bulmak için ne aradıklarını bilmeleri gerekir.
[mailpoet_form id=”1″]
İkili ipucu
Bir ipucu: Kara delikler genellikle ikili sistem adı verilen bir şeyde bulunur. Bu basitçe iki yıldızın birbirine yakın bir yörüngede yerçekimi ile birbirine kilitlenecek şekilde birbirine yakın olması anlamına gelir. Bu yıldızlardan biri öldüğü zaman diğeri kalabilir, bir zamanlar ölü yıldızın – şimdi bir karadelik veya nötron yıldızı – bir zamanlar yaşadığı ve bir karadelik veya nötron yıldızının oluştuğu alanı koruyor olabilir.
Yıllar boyunca, bilim adamlarının bildiği kara delikler güneşin yaklaşık beş ila 15 katı arasındaydı. Bilinen nötron yıldızları genellikle güneş kütlesinin yaklaşık 2.1 katından daha büyük değildir; güneş kütlesinin 2.5 katından fazla olsaydı, karadeliğe çökeceklerdir.
LIGO İlham
Ancak 2017 yazında LIGO (Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi) adlı bir anket, yaklaşık 1.8 milyar ışıkyılı uzaklıktaki galakside bir araya gelen iki kara delik gördü. Bu kara deliklerden biri güneş kütlesinin yaklaşık 31 katıydı; Diğeri güneşin yaklaşık 25 katıdır.
Thompson, “Hemen, herkes“ vay ”gibiydi, çünkü muhteşem bir şeydi,” dedi. “Sadece LIGO’nun işe yaradığını ispat ettiği için değil, kitleler çok büyük olduğu için. O büyüklükteki kara delikler çok önemli; onları daha önce görmemiştik. ”
Thompson ve diğer astrofizikçiler, kara deliklerin bilinen aralığın dışındaki boyutlarda olabileceğinden şüpheleniyorlardı ve LIGO’nun keşfi kara deliklerin daha büyük olabileceğini kanıtladı. Fakat en büyük nötron yıldızı ve en küçük kara delikler arasında bir boyut penceresi kaldı.
APOGEE Verileri
Thompson bu gizemi çözüp çözemeyeceğini görmeye karar verdi. O ve diğer bilim adamları, Samanyolu boyunca yaklaşık 100.000 yıldızdan ışık spektrumları toplayan ApOGEE, Apache Point Gözlemevi Galaktik Evrim Deneyi’nden gelen verileri taramaya başladılar. Thompson, farkettiği gibi, bir yıldızın başka bir nesnenin etrafında dönüp dönmediğini gösterebilir: Spektrumdaki değişiklikler – örneğin daha mavi dalga boylarına doğru bir kayma, ardından daha kırmızı dalga boylarına bir kayma – bir yıldızın görünmeyen bir eşlikçi olduğunu gösteriyor olabilir.
Thompson veriyi taramaya başladı, bu değişimi gösteren yıldızları aramaya başladı, bu da bir karadeliğin yörüngede olabileceğini gösteriyor. Daha sonra, APOGEE verilerini en ilginç olabilecek 200 yıldıza daralttı. Verileri, her potansiyel ikili sistemin binlerce görüntüsünü, Süpernova All-Sky Otomatik Anketi ASAS-SN’den derleyen Tharindu Jayasinghe’deki yüksek lisanslı bir araştırma görevlisine verdi. (ASAS-SN, 1000 civarında süpernova buldu.)
Verileri, bir şeyleri yörüngeye çeviren dev bir kırmızı yıldız buldu, ancak hesaplamalarına dayanarak bir şeyin muhtemelen Samanyolu’ndaki bilinen kara deliklerden çok daha küçük, ancak bilinen nötron yıldızlarından çok daha büyük olduğunu fark etti.
Daha fazla hesaplama ve Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph ve Gaia uydusundan elde edilen ek verilerden sonra, muhtemelen güneşin kütlesinin yaklaşık 3.3 katı olan düşük kütleli bir kara delik bulduğunu fark ettiler.
“Burada yaptığımız şey, kara delikler aramak için yeni bir yol bulmaktı, ancak astronomların daha önce bilmediği yeni bir düşük kütleli kara delik sınıfından bir tanesini potansiyel olarak belirledik. Thompson dedi. “Şeylerin kitleleri bize oluşumları ve evrimi hakkında bilgi veriyorlar ve bize doğaları hakkında bilgi veriyorlar.”