Samanyolu'nun en büyük yıldız kaynaklı kara deliği keşfedildi

2 hafta

Yarbay

Konu Sahibi

Samanyolu'nun en büyük yıldız kaynaklı kara deliği keşfedildi — Gökbilimciler Dünya'dan sadece 2000 ışık yılı uzaklıkta patlayan bir yıldızın ardından oluşan muazzam bir kara delik keşfettiler. "**Gaia-BH3**" adlı kara delik, Samanyolu'nda şimdiye kadar bulunan **en büyük yıldız kaynaklı kara delik** olarak nitelendirildi. Gökbilimciler, Gaia-BH3’ü doğrudan görülemediğini ancak yörüngesinde dönen bir yoldaş yıldız üzerinde uyguladığı güçlü çekim sayesinde tespit edildiğini belirtiyor.

Gaia-BH3, Dünya’nın hemen dibinde

Dünya'dan sadece 2000 ışık yılı uzaklıkta bulunan Gaia-BH3, Güneş'in kütlesinin yaklaşık 33 katı kütleye sahip büyük bir kara delik. Aquila takımyıldızında saklanan kara delik, ESA'nın Gaia uzay teleskobu ile keşfedildi. Samanyolu'nda bulunan bu sınıftaki önceki en büyük kara delik, Kuğu takımyıldızındaki (Cyg X-1) Güneş'in yaklaşık 20 katı olduğu tahmin edilen bir kara delikti. Samanyolu'ndaki ortalama yıldız kaynaklı kara delikler Güneş'ten yaklaşık 10 kat daha büyük olma eğiliminde.

Gaia-BH3, 2000 ışık yılı, yani ışık hızında iki bin yılda gidilebilecek bir uzaklıkta bulunuyor olsa da gezegenimize şimdiye kadar keşfedilen en yakın ikinci kara delik konumunda. Dünya'ya en yakın kara delik ise 1,560 ışık yılı uzaklıktaki Gaia-BH1. Gaia-BH1, Güneş'in yaklaşık 9,6 katı bir kütleye sahip, dolayısıyla yeni keşfedilen kara deliğe göre oldukça küçük bir yapıda.

8bkzdh=176373]

Araştırmacılar Gaia BH3’ü tesadüfen keşfettiklerini söylerken mümkün olan en kısa sürede daha fazla gözlem yapabilmelerini sağlamak için nesnenin ayrıntılarını planlanandan daha erken yayınladılar. Büyük kütleli yıldızların ömürlerinin sonunda çöktüklerinde oluşan yıldız kaynaklı kara delikler, Samanyolu'nun kalbine hükmeden ve Güneş'in 4,2 milyon katı kütleye sahip olan Sagittarius A* (Sgr A*) süper kütleli kara deliğe kıyasla küçük bir yavru konumunda.

Sagittarius A gibi süper kütleli kara delikler, dev yıldızların patlamasıyla değil büyük toz ve gaz bulutlarının çökmesiyle oluşuyor. Bu kara delikler galaksilerin merkezinde yer alıyor ve etraflarındaki maddeyi tüketmeye devam ediyor. Zaten galaksilerin merkezlerindeki inanılmaz parlaklık da bu sürecin bir göstergesi. Bu arada araştırma ekibi Gaia verilerinin bir sonraki bölümlerinin en erken 2025'in sonlarında yayınlamayı planlıyor.

Kaynak:https://www.space.com/milky-way-biggest-stellar-mass-black-hole-gaia
Kaynak:https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia/Sleeping_giant_surprises_Gaia_scientists

Haberi Portalda Gör

M

Mr. Jingles

2 hafta

Yarbay

Güneşin kütlesinin 33 katı olan bir kara delik büyük değil. Hatta küçük bir kara delik. Günümüzde 100 milyar güneş kütlesine sahip kara delikler varken bu anca yavru statüsünde kalır.

< Bu ileti mini sürüm kullanılarak atıldı > Bu mesaja 1 cevap geldi.

N

Nat Alianovna

2 hafta

Moderatör

Stellar bir karadelik için izahı zor biçimde fazla masif, esasında gravitasyonal dalga astronomisinde okunan alışılmışın dışında derecede büyük kütleli merger stellar karadeliklerin geleneksel astronomik gözlem araçlarıyla karşılaşılan ilk örneği saymışlar. Böylesi büyük kütleli stellar karadelikleri erken evrenden kalma ağır element fakiri masif ilkel yıldızlarla ilişkilendiriyorlar: Günümüzde artık ortaya çıkmayan ve günümüzdeki daha ağır element zengini masif yıldızlardan farklı olan tamamıyla hidrojen ve helyum yoğun eski ve arkaik masif yıldızlarla. İlgili karadeliğin eşlikçi yıldızı da bu mevzubahis hafif element ağırlıklı ilkel yıldız karakterindeymiş ancak yıldızın üzerinde bir süpernova kalıntısı bulunmadığı için yıldızın karadeliğiyle karadelik süpernovayla doğduktan daha sonra çift olduğu yani karadelik oluştuktan sonra birbirlerine rastgelerek kapıldıkları düşünülüyor.

Belki Gaia-BH3 de geçmiş stellar karadelik merger'larının ürünü olabilir ve stellar karadelikler açısından alışılmadık masifliği bundan yani geçmişte birkaç düzine güneş kütlesini bir araya getirecek şekilde birkaç tane stellar karadeliğin birleşmesinden kaynaklanıyor olabilir. Problem şu ki karadeliklerin zaten genel anlamda çok zor gözlemlenen astrofizik fenomenler olmaları bir tarafa karadeliklere has saçsızlık hipotezi uyarınca kütle, açısal momentum, elektrik yük harici bilgilerine ve haliyle geçmiş hali bilgisine ulaşmak pek mümkün değil. Esasında bir yıldız collapsar olmadan önceki kimyasal maddi deliller günün birinde artık etrafında - süpernova vb ile - saçılı kalmazsa ilgili ölü yıldız kitlesinden bir karadelik peydah olduğu için geçmişin kimyasal içerik bilgisi olay ufkunun ardında kayboluyor. Bu da zaten karadeliklerin etraflarındaki unsurlarla - diğer karadeliklerle birleşme dahil - etkileşip bahsettiğim "saçsız" temel ayarlarının (kütle, spin, elektrik yük) bile değişebileceği gerçeğiyle birleşince son karadelik fazı öncesi bir yıldızın yıldız hayatında nasıl bir yıldız olduğunu yani buradaki mevzubahis karadeliğin geçmişinde şu anki eşlikçisi gibi hafif elementli ilkel masif yıldız olup olmadığını, spinini, manyetizmasını vs anlamayı çok zorlaştırıyor. Stellar karadelikler sürekli bir şeylerle etkileşen ve hakikaten devasa olan süper masif karadelikler kadar sık ve kolay da bulunamıyorlar (bir yandan doğal olarak süper masiflerden çok daha fazla olmaları bekleniyor ve daha fazla oldukları aslında özellikle kendi galaksimiz özelinde de biliniyor). Haliyle stellar karadeliklerin galaksideki ve evrendeki dağılımları, haberdeki gibi alışılmışın dışında büyük kütleli olanların stellar karadelikler bandında ne kadar yaygın olduğu vb konusunda hala belirli bir gizem perdesi mevcut. Ama sıradan galaksimizde ve lokal uzayımızda böyle bir örneğin bulunabilmesi aslında yalnızca gravitasyon dalgası astronomisi ile uzak galaksilerde gözlemlenmiş büyük kütleli stellar karadeliklerin bayağı yaygın olabileceklerine ve hemen kapı dibimizde de bulunabileceklerine işaret ediyor. Dolayısıyla heyecan verici bir gelişme.

Stellar kütleli veya orijinli karadelikleri süper masif karadeliklerden ayrı değerlendirmek gerek. Hepsi karadelik ama ilki yıldız fazı olarak karakterize olanlar. Öbürleri ise büyük ihtimalle erken evren koşullarına ilişkin farklı kökenlere sahip olup galaktik merkez addedilen gerçekten devasa referans objeleri. Çok daha lokal, lokaldan kasıt daha sistem düzeyinde kalan stellar karadeliklerin aksine süper masif karadelikler galaktik yapının tam bir parçasılar. Bulundukları galaksilerdeki - bilhassa galaktik merkezdeki - etkileri çok fazla. Örnek olarak Fermi Baloncukları gibi galaktik bir oluşumun baş şüphelilerinden veya katılımcıların birisi Samanyolu süper masif karadeliği - Sagittarius A*. Bugün yıldız formasyonlarının inanılmaz yavaşladığı yaşlanan büyük galaksiler galaktik merkezlerinde kuasarları artık sönümlenmiş inanılmaz büyük süper masif karadeliklere ev sahipliği yapıyorlar. Bu antik ölü - ya da durgun - kuasarlar parlaklıkları ve güçleriyle stellar gaz ve toz bulutsularını galaksilerinden uzaklaştırarak galaksilerinin ölümlerine yol açmış olabilirler. Yavru tabiri stellar karadelikler sanki - başka kökenlere, kayda değer ölçüde farklı dinamiklere ve etkilere ve gene daha farklı gözlem özelliklerine sahip - süper masif karadeliklerden kopup da oluşuyormuş havası taşıyor. Bunları birbirinden ayrı başlıklar altında değerlendirmek gerek.

< Bu mesaj bir yönetici tarafından değiştirilmiştir >

< Bu ileti mobil sürüm kullanılarak atıldı > Bu mesaja 1 cevap geldi.

Bu mesajda bahsedilenler: @Mr. Jingles

N

Nat Alianovna

2 hafta

Moderatör

quote:

The estimated mass of the BH in Gaia BH3 makes it the most massive BH of stellar origin discovered in our Galaxy. It is striking that the only BH with a mass larger than 20 M⊙ found in the Gaia data so far is in orbit with a very metal-poor star, while such stars make up only a tiny fraction of the stars analysed in the NSS pipeline run (0.4% of sources which produced a binary solution have [M/H] < −2 from DR3 GSP-Phot). Such stars also make up a small fraction of our Galactic halo (less than 5% acccording to Bonifacio et al. 2021) where this star and the majority of metal-poor stars are located. Although we can not exclude that this BH is the result of the merger of two less massive BHs, this discovery strongly supports the scenario where high-mass BHs are remnants of low-metallicity stars.

quote:

The mass of Gaia BH3 puts it in the mass range of the BHs discovered by gravitational waves (e.g. Abbott et al. 2023), and, in fact, it is close to the peak of the observed mass distribution for the merging BHs (e.g. Farah et al. 2024). The metallicity of the system supports the scenario (Belczynski et al. 2016) that the high-mass BHs observed by LIGO/Virgo/KAGRA (Abbott et al. 2020a) are the remnants of metal-poor stars.

quote:

The detection of mergers of BHs with masses larger than 30 M⊙ can be reconciled with stellar evolution models if the progenitors of the high-mass BHs are low-metallicity stars (Belczynski et al. 2010a, 2016; Fryer et al. 2012). The lack of metals substantially decreases the mass loss during the stellar lifetime (Vink 2008) and reduces the radius of the evolving progenitors (Hurley et al. 2000; Belczynski et al. 2010a)

quote:

An alternative formation scenario, proposed to explain the Gaia BH1 and BH2 systems, is that the BH acquired the low-mass companion via dynamical exchange in a dense environment (see for example Rastello et al. 2023; Tanikawa et al. 2024). Such a scenario might be supported by the probable association of Gaia BH3 with the ED-2 stream, which could be a remnant of a globular cluster (Dodd et al. 2023; Balbinot et al. 2023).

quote:

In fact, stellar-origin BHs are hard to detect because most of them do not interact with a companion. So, the lack of data on BHs with masses larger than 20 M⊙ could be due to an observational bias. Indirect methods such as gravitational microlensing have also yielded only one robust discovery of a single BH with mass, of about 7 M⊙ (Sahu et al. 2022).

Orijinal kaynakta yazanlardan burada yazdıklarımla da ilişkili bazı seçmeler yapıp paylaşayım. Araştırmada verileri ortaya konan karadelik objesi kainatımızın bu döneminde nadir rastlanılan metal yoksunu arkaik yıldızlarla - bu tarz yıldızların vücut verebileceği ve kütleçekimsel dalgaları LIGO ve VIRGO'da yakalanan alışılmışın dışındaki büyük kütleli stellar karadeliklerden yola çıkarak - ilişkilendiriliyor ama aynı zamanda bu ilgili karadelik adayının öne sürdüğüm karadelik birleşmelerinden (BH mergers) türemiş olabileceği ihtimaline ve stellar karadeliklerin dağılımına ve kökenlerindeki ve alt tiplerindeki varyasyona dair gizem perdesiyle ima ettiğim büyük kütleli stellar karadeliklerin mevcut nadirliğine ilişkin gözlem sayısı ve araçlarıyla alakalı gözlemsel bir yanlılığın (observational bias) mevcut olabileceği olasılığına açık kapı bırakılıyor. Makalenin tamamına aşağıdan erişebilirsiniz:

Discovery of a dormant 33 solar-mass black hole in pre-release Gaia astrometry | Astronomy & Astrophysics (A&A) (aanda.org)

Hatta keşfedilen karadelik - yıldız çifti ilaveten bir yıldızın eşliğinde karadelik çifti de olabilirmiş ama bu daha düşük bir ihtimal:

quote:

Although the single BH is the simplest explanation, the hypothesis of an inner binary of two BHs cannot be excluded.

Aksi geçerliyse yani tek bir tane büyük kütleli stellar karadelik değil de iki tane stellar karadelik varsa bu da metal yoksunu yıldız adayı parlak objenin ışığını yalpalatan hesaplanmış 33 güneşlik kütleçekim etkisini açıklayacaktır. İkili sistemlerde yıldız gibi ışık üreten bir objenin ışığındaki yalpalama veya titreşme ilgili gökcisminin bir kütleçekimsel merkezin etrafında dönmesinden kaynaklanıyor ve sistemde kütleçekimsel olarak kendisini etkileyen unsuru veya unsurları ele veriyor. Karakteristiklerinin analizine ve ne tür bir astronomik varlığın söz konusu olduğunun anlaşılmasına imkan tanıyor.

Gaia BH3'deki "yalpalama" vaziyetini - stellar örneklerde bu kadar belirgin olmasa da - aşağıdaki Sagittarius A* karadeliği ve S2 yıldızının orbitallik hali gibi kafanızda canlandırabilirsiniz:

https://www.youtube.com/watch?si=h14ZBb5P_ZqR-lxK&v=DRCD-zx5QFA&feature=youtu.be
0:50; orada görünmeyen ama yer yer gravitasyonel lens parıltıları yapıp yıldızı çılgıncasına sürükleyen görünmez bir şey - Sagittarius A* süper masif karadeliği olarak tanıdığımız obje - var! :D

Keşfedilen stellar karadeliklerin sayısı çoğalırsa ve özellikle böyle masif görünen örneklere daha çok denk gelinirse yıldızlara ve stellar karadelikler gibi yıldız fazlarına dair bilgilerimiz ve modellerimiz içinden geçtikleri böylesi empirik testlerle sınanarak çok değişebilir ve bu halen gayet mütevazi sayılabilecek bilgi seviyemizi çok ileri taşıyabilir ve gerçeği daha iyi tasvir edecek biçimde rafine edebilir.

< Bu mesaj bir yönetici tarafından değiştirilmiştir >

Bu mesajda bahsedilenler: @Nat Alianovna