Çoğu kara delik keşfini çürütmesiyle ünlü uluslararası uzmanlardan oluşan bir ekip gökadamıza komşu olan Büyük Macellan Bulutunda yıldız-kütleli bir kara delik keşfi gerçekleştirdi. “Ekibimiz ilk kez tezi çürütmek yerine, bir kara delik keşfini duyurmak üzere bir araya geldi,” diyor çalışmanın lideri Tomer Shenar. Bununla birlikte, kara deliğin oluşmasını sağlayan yıldızın güçlü herhangi bir patlama işareti bırakmaksızın yok olduğu bulundu. Keşif Avrupa Güney Gözlemevinin (ESO) Çok Büyük Teleskopu (VLT) ile altı yıl boyunca yapılan gözlemler sayesinde mümkün oldu.
“Samanlıktaki iğneyi tespit ettik,” diyor çalışmayı Belçika’daki KU Leuven’de [1] başlatan ve artık Hollanda, Amsterdam Üniversitesinde Marie-Curie Burslusu olan Shenar. Benzer diğer kara delik adaylar önerilmiş olsa da, ekip bunun gökadamız dışında tespit edilen yıldız kütleli ilk “uyuyan” kara delik olduğunu iddia ediyor.
Yıldız-kütleli kara delikler büyük kütleli yıldızların yaşamlarının sonuna gelerek kendi kütle çekimleri altında çökmeleri sonucunda meydana gelir. Bir çift sistemde, iki yıldız birbirleri etrafında dolanır ve bu sürecin sonunda sistemde bir kara delik ve parlak bir yoldaş yıldız kalır. Kara delik eğer yüksek düzeyde X-ışın ışıması yapmıyorsa, ‘uyuyan’ olarak sınıflandırılır ve genelde bu şekilde tespit edilirler. “Gökbilimciler yaygın olduklarını düşünseler de uyuyan kara deliklerin herhangi bir hakkında çok az bilgi sahibi olmamız şaşırtıcı,” şeklinde açıklıyor KU Leuven’den eş-yazar Pablo Marchant. Yeni bulunan kara delik Güneş’imizin en az doku katı kütlesinde ve yine Güneş’ten 25 kat büyük kütleli ve sıcak bir mavi yıldız etrafında dolanmaktadır.
Uyuyan kara deliklerin tespiti çevreleri ile etkileşimleri fazla olmadığı için zordur. “İki yıldan uzun bir süredir bu şekildeki kara delik çift sistemlerini arıyoruz,” diyor Almanya, ESO’da araştırmacı olan eş-yazar Julia Bodensteiner. “VFTS 243’ü duyduğumda oldukça heyecanlandım, bu bana göre şimdiye kadar rapor edilmiş olan en tatmin edici aday. [2]
Ekip VFTS 243’ü bulabilmek için Büyük Macellan Bulutundaki Tarantula Bulutsusu bölgesinde bulunan 1000 yıldızı inceleyerek, yoldaş olarak kara delik içeren çift sistemleri aradı. Birçok alternatif açıklama mümkün olduğundan, bu yoldaşların kara delik olarak tespit edilmesi aşırı zor bir işlemdir.
“Son yıllardaki potansiyel kara delikleri çürütmüş bir araştırmacı olarak, bu keşifle ilgili aşırı derecede şüpheliydim,” diyor Shenar. Bu şüphe ABD Harvard & Smithsonian Astrofizik Merkezinden eş-yazar ve Shenar’ın kendisine “kara delik savar” adını verdiği Kareem El-Badry tarafından da paylaşılıyordu. “Tomer bana bulgularını ikinci kez kontrol etmemi istediğinde şüphelerim vardı. Ancak bulguların kara delik içermediğine dair makul bir açıklama bulamadım,” diye açıklıyor El-Badry.
Keşif aynı zamanda ekibin kara delik oluşumunu içeren süreçlere dair eşsiz bir bakış akışı geliştirmesini sağlayacak. Gökbilimciler yıldız-kütleli kara deliklerin büyük kütleli yıldızların çekirdeklerinin çökmesiyle oluştuklarını düşünüyor, ancak buna güçlü bir süpernova patlamasının eşlik edip etmediği halen belirsizliğini koruyor.
“VFTS 243 kara deliğini oluşturan yıldızın tümüyle çöktüğü, ancak herhangi bir patlama izi bırakmadığı görülüyor,” şeklinde açıklıyor Shenar. “Bu ‘doğrudan-çöküş’ senaryosu son zamanlarda ortaya çıkmış olsa da, bizim çalışmamız doğrudan buna işaret edenlerin başındadır. Bu evrendeki kara delik birleşmelerinin kökenine dair oldukça büyük bir işarettir.”
VFTS 243’teki kara delik Tarantula Bulutsusu’nun altı yıl boyunca ESO’nun VLT’si üzerindeki FLAMES aygıtı ile gözlenmesi sayesinde bulunmuştur [3].
‘Kara delik polisi’ takma ismine rağmen ekip araştırmayı aktif olarak teşvik ediyor ve bugün Nature Astronomy dergisinde yayımlanan çalışmalarının, Samanyolu ve Macellan Bulutlarında binlercesinin var olduğu tahmin edilen, büyük kütleli diğer yıldızların etrafındaki yıldız-kütleli kara deliklerin keşfine yol açmasını ümit ediyorlar.
“Tabi bu alandaki diğer kişilerin de analizlerimizi dikkatlice incelemesini ve alternatif modeller öne sürmeyi denemelerini bekliyorum,” diyor son olarak El-Badry. “Dahil olunduğunda oldukça heyecan verici bir proje.”
Notlar
[1] Çalışma KU Leuven’deki Gökbilim Enstitüsünde Hugues Sana liderliğindeki bir ekip tarafından gerçekleştirilmiştir.
[2] Laurent Mahy liderliğindeki ayrı bir çalışma aynı ekip üyelerinden çoğunu içermekte olup Astronomy & Astrophysics’te yayına kabul edilmiştir ve Samanyolu gökadamızdaki HD 130298 sisteminde bulunan başka bir yıldız-kütleli kara delik adayını konu edinmektedir.
[3] Çalışmada kullanılan gözlemler altı yılı kapsamaktadır: 2008 ila 2009 yıllarında VLT FLAMES Tarantula Taraması gözlemleri ile 2012 ila 2014 yıllarında Tarantula Büyük Kütleli Çiftleri Görüntüleme programı kapsamında alınan verileri içermektedir.
