Samanyolu galaksisindeki en büyük ve bilinen ilk kara deliklerden biri, gökbilimcilerin düşündüğünden daha büyüktür. Bulgu, büyük yıldızların nihai kıyamet yolunda nasıl evrimleştiğine dair uzun süredir tutulan modellere bir anahtar atıyor.
Cygnus X-1, görünmeyen, X ışını yayan bir nesne ve HDE 226868 adlı şişman mavi bir yıldız, her 5,6 günde bir birbirinin etrafında dönüyor. Cygnus X-1, gökbilimcilerin kozmik Geiger sayaçlarını uzaya fırlatmaya başladıkları 1964 yılında keşfedilen en eski göksel X-ışını kaynaklarından biriydi ve ilk olası kara delik olarak kabul edilenlerden biriydi. X-ışınları, kozmik kanalın etrafında dönerken milyonlarca dereceye kadar ısıtılan gaz tarafından üretilir.
Başlangıçta güneşin 15 katı olarak tahmin edilen kütleye sahip Cygnus X-1, Samanyolu’nda bilinen X-ışını ikili sistemlerin en büyük ve en parlaklarından biridir.
Yeni ölçümler şimdi bu rakamı 21 güneş kütlesine çıkardı. Makyaj, kozmosun genel algısını değiştirmez; Cygnus X-1 hala bir kara delik, göksel gerçeklikteki Einstein tuhaflığının neredeyse bilim-kurgusal bir tezahürü. Ancak Cygnus X-1’in nasıl bir kara deliğe dönüştüğünün ayrıntıları şimdi şüphelidir.
Chicago Üniversitesi’nde teorik astrofizikçi olan ve çalışmanın bir parçası olmayan Daniel Holz, “Böylesine klasik ve tarihsel bir astronomik kaynağın kütlesindeki önemli bir değişiklik (en azından gökbilimciler için) çok önemli,” diye yazdı. bir e-postada.
Ayrıca Avustralya’daki Curtin Üniversitesi Uluslararası Radyo Astronomi Araştırma Merkezi’nden James Miller-Jones e-postayla şunları yazdı: “21 güneş kütleli bir kara deliğin Samanyolu’nda mevcut en iyi tahminlerle oluşamayacak kadar büyük olduğunu fark ettik. yıldız rüzgarlarında büyük yıldızların kaybettiği kütle miktarı. ”
Miller-Jones ve uluslararası meslektaşları, sonucu Science dergisinde ve Astrophysical Journal’daki bir çift yardımcı makalede bildirdi.
Hanford, Wash yakınlarındaki iki LIGO dedektör bölgesinden biri, diğeri Livingston, La yakınlarında. Kredi. . . Caltech / MIT / LIGO Lab
Bir kara deliğin hikayesi
Gazetelerden birinin anlattığı gibi, Cygnus X-1’in hikayesi karanlık geçmişte, birbirinin etrafında dönen bir çift büyük mavi yıldızla başlıyor. İki yıldızdan daha büyük olanı daha hızlı evrimleşti, genişledi ve yoldaşı yıldızın üzerine hidrojen gazı dökmeye başladı. Güneşin 55 veya 75 katı kütleyle ilk zamanlarında başlayan ana yıldızdan geriye kalanlar, çekirdeği yanmaya devam ederken şiddetli yıldız rüzgarlarıyla kütlesinin çoğunu döktü. Sonunda, tüm termonükleer yakıtını tüketen harcanan yıldız bir kara deliğe dönüştü.
Bazen, duruma bağlı olarak, bu oyunsonu çöküşü muazzam bir süpernova patlamasıyla işaretlenir. Ancak bu durumda, Dr. Miller-Jones bir e-postada şöyle yazdı: “Kara deliğin, tip II süpernova patlamasından ziyade, neredeyse doğrudan bir kara deliğe dönüşmesiyle oluştuğunu düşünüyoruz. Böyle bir patlama, ikili yıldız çiftini, içinde oluştuğu ve görünüşe göre hala yaşadığı benzer büyük kütleli yıldızlardan oluşan bir topluluktan tekmeleyeceğini söyledi.
Miller-Jones’a göre, o zamandan beri kara delik, kabaca 40 güneş kütlesine sahip olan şişirilmiş komşusundan gaz çekerek besleniyor.
Cygnus X-1 kütlesinin yeni ölçümü tesadüftü. Miller-Jones, “Mesafeyi ve kara delik kütlesini yeniden ölçmek için yola çıkmamıştık” dedi. “Ancak verilerimizi analiz ettiğimizde, tam potansiyelinin farkına vardık. ”
2016 baharında, Dr. Miller-Jones ve grubu altı gün boyunca Cygnus X-1’i Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi’nin Socorro, NM’de çalıştırılan ülke çapında bir anten ağı olan Very Long Baseline Array ile gözlemleyerek geçirdi. Kara deliğe akan X-ışını yayan gaz ile oradan çıkan yüksek hızlı radyo jetleri arasındaki bağlantı.
Ancak sürecin bir kısmı, Cygnus X-1’e olan mesafeyi üçgenleştirmelerine izin vererek, mesafeyi yaklaşık 6.000 ışıkyılından 7.000’in biraz üzerine çıkardı. Dr. Miller-James, ilginç bir şekilde, bunun aynı zamanda mesafeyi, ölçümleri daha önce kabul edilen mesafeyle hafif gerilimde olan Avrupa Uzay Ajansı Gaia uzay teleskobunun ilk sonuçlarıyla daha iyi bir anlaşmaya getirdiğini belirtti.
Uzaklıktaki bu değişiklik, parlaklık ve kütle hesaplamalarına dahil edildiğinde, kara deliğin tahmini kütlesi yaklaşık yüzde 40 artarak 21 güneş kütlesine ulaştı.
Dr. Miller-Jones, bunun heyecan vericiydi, ancak Monash Üniversitesi’nden teorik bir meslektaşı olan Ilya Mandel ile konuşana kadar yaptıklarının tüm sonuçlarını takdir etmediğini söyledi.
LIGO ile makyaj
Yeni kütle tahmini, Cygnus X-1’i bir tür büyü eşiğinin üzerine çıkardı. Gökbilimciler, Samanyolu’nda ve yakınlarda birkaç düzine kara delik X-ışını ikili sistemi olduğunu biliyorlar ve bunların tümü, güneşin 20 katından daha az kütlelere sahip olduğunu söylüyor. Görünen bu sınır, kara deliklerin en azından yıldızların çökmesinden dolayı daha büyük kütleli büyümesinin zor olduğunu gösterdi.
Ancak 2016’dan beri, Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi veya LIGO ve Başak antenleri, çoğu 20 güneş kütlesinden çok daha büyük olan, uzayda çok uzaktaki kara deliklerin çarpışmalarını kaydediyor.
“İlk GW algılamasının, her biri yaklaşık 30 güneş kütlesinden oluşan iki kara delikten oluşan bir ikili olduğu ortaya çıktığında, topluluktaki birçok kişi için derin bir şok oldu” diye yazmıştı. ekip bu sonuçları inceliyor.
Çelişki göz kamaştırıcıydı. LIGO sonuçları, genel olarak kara deliklerin, X ışını sonuçlarının önerilenden daha büyük olduğunu gösterdi. Yıldızların evrimi hakkında varsayılanların çoğu, ölen yıldızlardan kütle koparırken kara delikler haline gelen kozmik rüzgarların ayrıntılarını hayal etmekten gelir. Yeni sonuçlar, gökbilimcilerin yıldızların kütlelerini nasıl kaybettiklerine ilişkin hesaplamalarını geri çekmeleri gerektiğini gösteriyor.
Miller-Jones, “Cygnus X-1’deki kara deliğin kütlesini yukarı doğru revize ettikten sonra,“ ölçümlerimizi açıklamak için büyük yıldızların kütle kayıp oranını aşağı doğru revize etmemiz gerektiğini fark ettik. Bilimsel işbirliğinin gücünü gösteren ve ilginç bir soruna saldırmak için çeşitli becerileri bir araya getiren bu makaleyi yazmaya bizi yönlendiren temel fikir buydu. ”
Dr. Holz astronomlar adına endişeli olmadığını söyledi. Yıldız evriminin astrofiziğinin çok karmaşık olduğunu belirterek, sonuçların anlamlı olmasına yardımcı olmak için hesaplamaları döndürmek için birçok düğme önerdi. “Bu kütleden bir kara delik yapmaya gelince, benim tahminim, yıldız modelleyicilerinin onu çok fazla sorun yaşamadan barındırabilecekleridir” dedi. “Onlar çok yaratıcı bir grup!”
Takviminizi güneş sistemiyle senkronize edin
Bir tutulmayı, meteor yağmurunu, roket fırlatmasını veya bu dünyanın dışında kalan herhangi bir astronomik ve uzay olayını asla kaçırmayın.
Güneş Sistemini Keşfetmek
Dünya yörüngesinin ötesindeki uzay gemisine bir rehber.
