Hypervelocity Stars, Samanyolu’nun hemen dışındaki süper kütleli bir kara deliğe işaret ediyor
Sadece son birkaç on yılda bilinen şaşırtıcı bir gerçek, evrendeki her büyük galaksinin kalbinde süper kütleli bir kara deliğe sahip olmasıdır. Bu 1980'lerde şüphelenildi ve gökyüzündeki galaksilerin çekirdeklerine derinlemesine bakan Hubble Uzay Teleskopundan gözlemler bunu doğruladı. Yıldızlar patladığında yapılan “normal” kara delik türleri, güneşin kütlesinin beş ila yaklaşık 100 katı, az çok değişir. Ancak bu merkezi galaktik canavarlar milyonlarca kat daha büyüktür ve bazıları brobdingnagian heftine büyüdü milyarlar güneş kütlelerinin.
Elbette hala birçok gizem var, örneğin Evren tarihinin başlarında nasıl oluştuklarınasıl bu kadar hızlı büyüdükleri ve ev sahibi Galaxy'nin oluşumunda hangi rolü oynadıkları. Ama astronomlarda hala nagging tuhaf bir soru şudur: Bu eğilimin durduğu galaksi boyutu kesimi nedir? Başka bir deyişle, bir galaksinin ne kadar büyük olabileceğine ve hala bu canavarlardan birini barındırabileceğine dair bir daha düşük sınır var mı?
Bir cevabın mürekkepleri şaşırtıcı bir yerden ortaya çıkıyor: gerçekten gülünç hızlarda kendi galaksimizde hareket eden nadir yıldızların çalışmaları.
Bilim Gazeteciliğini Destekleme Üzerine
Bu makalenin tadını çıkarıyorsanız, ödüllü gazeteciliğimizi desteklemeyi düşünün abone olma. Bir abonelik satın alarak, bugün dünyamızı şekillendiren keşifler ve fikirler hakkında etkili hikayelerin geleceğini sağlamaya yardımcı oluyorsunuz.
Samanyolu galaksimizin yörüngesinde, daha küçük “cüce” galaksilerin bir menagerie'dir, bazıları çok küçük ve zayıflar onları görmek için büyük teleskoplara ihtiyacınız vardır. Ama ikisi o kadar büyük ve yakınlar ki Güney yarımküreden yardımsız gözün görülebildiği: Büyük ve küçük Magellanik Bulutlar.
. Büyük Macellanic Bulut (LMC) ikisinden daha büyük ve daha yakındır ve süper kütleli bir kara deliği (SMBH) barındırıp barındırıp barındırıp barındırıp barındırır. Orada böyle bir SMBH varsa, hareketsiz olmalı, yani aktif olarak maddeyi beslemiyor. Malzeme böyle bir kara deliğe doğru düştükçe, o kadar parlak bir şekilde parlayabilen aşırı ısıtılmış plazma diski oluşturur, Galaxy birleştirilmiş tüm yıldızları gölgede bırakır. LMC'de böyle şiddetli bir lüminesans görülmez, bu nedenle bir SMBH'nin orada olup olmadığını ve aktif olarak beslenmediğini veya LMC'nin sadece SMBH içermediğini bilmiyoruz.
Ama yeni bir çalışma yayınlandı Astrofizik dergisi Bir SMBH'nin LMC'nin merkezinde yattığına dair güçlü kanıtlar sunar - kendi Samanyolu'nda yıldız hareketlerinin ölçümlerine tabidir!
Çalışma baktı hipervelocity yıldızlarıetraflarındaki yıldızlardan çok daha yüksek hızlarda uzayda çığlık atanlar. Bu yıldızların bazıları o kadar hızlı hareket ediyor ki galaktik kaçış hızına ulaştılar; Samanyolu'nun yerçekimi onları tutamaz. Gelecek eonlarda, galaksiden tamamen kaçacaklar. Ve bu kaçak yıldızların SMBHS tarafından başlatıldığına inanmak için iyi bir nedenimiz var - ama nasıl?
Böyle bir durum ikili bir sistemle başlar, iki yıldız birbirine döner. Bu sistemler önemli miktarda yörünge enerjisi, iki yıldızın kinetik enerjisinin toplamı - hareket enerjisi - ve yerçekimi potansiyel enerjileri, birbirine yaklaşacaklarsa salınan enerji miktarı içerir.
İkili yıldız üçüncü bir nesneye yaklaşırsa, bu enerjinin bir kısmı değiştirilebilir. Bir yıldız üçüncü nesneye bağlanabilir, örneğin, diğer yıldız kinetik enerjisinde bir tekme alabilir ve onu fırlatabilir. Tekme miktarı kısmen üçüncü nesnenin yerçekimine bağlıdır. Büyük bir kara delik, elbette, yıldızı yüksek hızda fırlatabilecek inanılmaz güçlü bir yerçekimi alanına sahiptir.
Ve demek istiyorum yüksek hız; Böyle bir yıldız, kara delikten 1000 kilometreden fazla bir hızda fırlatılabilir saniyede. S5-HVS1Örneğin, ilk teyit edilen hipervelocity yıldızı ve saniyede 1.700 kilometreden fazla hareket ediyor. Bu gerçeği emmek için bir dakikanızı ayırmaktan çekinmeyin: Bütün Yıldız kara delikten uzaklaştırıldı Saatte altı milyon kilometreden fazla. İlgili enerjiler korkutucu.
Galaksimizde bu yıldızlardan birkaçını gördük ve dikkatli ölçümler, Samanyolu'nun merkezinden uzaklaştıklarını gösteriyor, bu da sagittarius A*'da oldukça ikna edici bir kanıt, Kendi Samanyolu'nun SMBH'sisuçlamaktır.
Ancak tespit edilen yüksek hızlı yıldızların tamamı Galaktik Merkezimizden gelmiyor. Neyse ki, Gaia, Ne yazık ki, şimdi hizmet dışı bırakılan Avrupa Uzay Ajansı Astronomi Gözlemevihızları da dahil olmak üzere, bir milyardan fazla yıldızın pozisyonları, mesafeleri, renkleri ve diğer özelliklerinin son derece doğru ölçümlerini elde etmek için tasarlanmıştır.
Samanyolu'nun eteklerinde bilinen 21 hipervelocity yıldızı var. Olağanüstü yüksek hassasiyetli GAIA ölçümlerini kullanarak, Yeni araştırmanın arkasındaki gökbilimciler, yıldızların 3D hızlarını uzayda inceledi. Beşinin belirsiz kökenleri olduğunu, ikisi kesinlikle Samanyolu Merkezinden geldiğini buldular. Halen kalan 14 kişiden üçü açıkça LMC'nin yönünden geliyor.
Bu yıldızların yörüngeleri etkili bir şekilde kökenlerine geri dönüyor ve mevcut bilgilerimize dayanarak, bu kökenli süper kütleli bir kara delik olmalı. Daha da iyisi, kalan 11 yıldızın yörüngeleri olmasına rağmen tutarlı Hem Samanyolu hem de LMC kökenleri ile araştırmacılar, beşinin daha büyük olasılıkla Ev galaksimizden gelmiş ve diğer altısının LMC'den gelmesi daha olasıdır.
Dolayısıyla, başka bir galaksideki süper kütleli bir kara delik tarafından atılan galaksimizden dalan bilinen dokuz hipervelocity yıldızı olabilir.
Bazı sofistike matematik kullanan ekip, kara deliğin en olası kütlesinin güneşin kütlesinin 600.000 veya daha fazla olduğunu buldu. Bu bir SMBH için çok büyük değil - aslında ölçeğin alçak ucunda - aslında - ama o zaman, LMC küçük bir galaksi, sadece yüzde 1 veya daha fazla Samanyolu kütlesi. Bir kara deliğin kütlesinin ev sahibi galaksinin kütlesi ile ölçeklendirme eğiliminde olduğunu biliyoruz (çünkü birlikte oluşur ve birbirlerinin büyümesini etkilemektedirler), bu nedenle bu alt kütle bununla tutarlıdır.
Bu doğruysa, uydu galaksimiz bize yıldız çekiyor! Ve henüz bulunamaması gereken daha fazlası olabilir, görünmeyen alanda acıtıyor Galaksimizin diğer tarafındaya da o kadar uzakta, tespit edilmesi zor ve daha da zorlanıyorlar. Ve tüm bunlar, daha net - ama hala oldukça puslu! - Galaktik ölçeğin ne kadar aşağısında büyük kara delikler bulmayı bekleyebileceğimize yardımcı oluyor.
Kara delikler komik. Çoğu insan, bir dizi diğer teröre düşme konusunda endişelenirdi, ancak şimdi bu listeye “galaksiler arası yıldız mermileri atlatmak zorunda” ekleyebilirsiniz.