eso2210tr — Bilim Bülteni

‘Kara delik polisi’ gökadamızın dışında uyuyan bir kara delik keşfetti

18 Temmuz 2022

Çoğu kara delik keşfini çürütmesiyle ünlü uluslararası uzmanlardan oluşan bir ekip gökadamıza komşu olan Büyük Macellan Bulutu’nda yıldız-kütleli bir kara delik keşfi gerçekleştirdi. “Ekibimiz ilk kez reddetmek 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 Gözlemevi’nin (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 Üniversitesi’nde Marie-Curie Burslusu olan Shenar. Benzer diğer kara delik adayları 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 Bulutu’ndaki 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 Merkezi’nden 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 Bulutları’nda 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 Enstitüsü’nde 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.

Daha fazla bilgi

Bu araştırma “An X-ray quiet black hole born with a negligible kick in a massive binary of the Large Magellanic Cloud” başlıklı bir makale olarak Nature Astronomy (doi: 10.1038/s41550-022-01730-y) dergisinde yayımlanmak üzere sunulmuştur.

Bu sonuçlara yol açan araştırma Avrupa Araştırma Konseyi (ERC) tarafından Avrupa Birliği’nin Ufuk 2020 araştırma ve yenilikçilik başlığı altında finanse edilmiştir (hibe anlaşması numarası: 772225: MULTIPLES) (Yürütücü: Sana).

Araştırma ekibinde T. Shenar (Institute of Astronomy, KU Leuven, Belgium [KU Leuven]; Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, Amsterdam, the Netherlands [API]), H. Sana (KU Leuven), L. Mahy (Royal Observatory of Belgium, Brussels, Belgium), K. El-Badry (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, USA [CfA]; Harvard Society of Fellows, Cambridge, USA; Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germany [MPIA]), P. Marchant (KU Leuven), N. Langer (Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn, Germany, Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Germany [MPIfR]), C. Hawcroft (KU Leuven), M. Fabry (KU Leuven), K. Sen (Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn, Germany,  MPIfR), L. A. Almeida (Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, Brazil; Universidade do Estado do Rio Grande do Norte, Mossoró, Brazil), M. Abdul-Masih (ESO, Santiago, Chile), J. Bodensteiner (ESO, Garching, Germany), P. Crowther (Department of Physics & Astronomy, University of Sheffield, UK), M. Gieles (ICREA, Barcelona, Spain; Institut de Ciències del Cosmos, Universitat de Barcelona, Barcelona, Spain), M. Gromadzki (Astronomical Observatory, University of Warsaw, Poland [Warsaw]), V. Henault-Brunet (Department of Astronomy and Physics, Saint Mary’s University, Halifax, Canada), A. Herrero (Instituto de Astrofísica de Canarias, Tenerife, Spain [IAC]; Departamento de Astrofísica, Universidad de La Laguna, Tenerife, Spain [IAC-ULL]), A. de Koter (KU Leuven, API), P. Iwanek (Warsaw), S. Kozłowski (Warsaw), D. J. Lennon (IAC, IAC-ULL), J. Maíz Apellániz (Centro de Astrobiología, CSIC-INTA, Madrid, Spain), P. Mróz (Warsaw), A. F. J. Moffat (Department of Physics and Institute for Research on Exoplanets, Université de Montréal, Canada), A. Picco (KU Leuven), P. Pietrukowicz (Warsaw), R. Poleski (Warsaw), K. Rybicki (Warsaw and Department of Particle Physics and Astrophysics, Weizmann Institute of Science, Israel), F. R. N. Schneider (Heidelberg Institute for Theoretical Studies, Heidelberg, Germany [HITS]; Astronomisches Rechen-Institut, Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Heidelberg, Germany), D. M. Skowron (Warsaw), J. Skowron (Warsaw), I. Soszyński (Warsaw), M. K. Szymański (Warsaw), S. Toonen (API), A. Udalski (Warsaw), K. Ulaczyk (Department of Physics, University of Warwick, UK), J. S. Vink (Armagh Observatory & Planetarium, UK), ve M. Wrona (Warsaw) yer almaktadır.

 Avrupa Güney Gözlemevi (ESO) dünya genelindeki bilim insanlarına, tümünün faydasına olacak şekilde, Evren’in gizemlerini keşfetme fırsatı sunmaktadır.  Araştırmacıların heyecan verici sorulara yanıt aradıkları ve gökbilimine olan merakı yaygınlaştırdığı, yer konuşlu birinci sınıf gözlemevlerini tasarlayıp, inşasını ve işletilmesini gerçekleştirerek gökbilimde küresel iş birliğini destekliyoruz. 1962 yılında hükümetler-arası bir kurum olarak kurulan ESO, bugün 16 Üye Ülke (Avusturya, Belçika, Çekya, Danimarka, Fransa, Finlandiya, Almanya, İrlanda, İtalya, Hollanda, Polonya, Portekiz, İspanya, İsveç, İsviçre ve Birleşik Krallık), ev sahibi olarak Şili ve Stratejik Ortak olarak Avustralya tarafından desteklenmektedir. ESO’nun genel merkezi ile ziyaretçi merkezi ve ESO Süpernova planetaryumu Almanya’daki Münih yakınlarında yer alırken, gökyüzünü gözlemek için eşsiz koşullara sahip olan Şili’deki Atacama Çölü teleskoplara ev sahipliği yapmaktadır. ESO üç farklı gözlem yerleşkesi işletmektedir: La Silla, Paranal ve Chajnantor. ESO Paranal’da Çok Büyük Teleskop ve onun Girişimölçerini, ek olarak iki tarama teleskobu olan, kırmızı-ötesinde çalışan VISTA ile görünür ışıktaki VLT Tarama Teleskobu’nu işletmektedir. Yine Paranal’da ESO dünyanın en büyük ve en duyarlı gama-ışın gözlemevi olan Cherenkov Teleskop Dizgesi Güney’e ev sahipliği yapacak ve işletecektir. Uluslararası ortakları ile ESO Chajnantor’da gökyüzünü milimetre ve milimetre-altı aralığında gözleyen iki tesis olan APEX ve ALMA’yı işletmektedir. Paranal yakınlarındaki Cerro Armazones’te “dünyanın gökyüzünü izleyen en büyük gözü” olacak ESO’nun Aşırı Büyük Teleskobu’nu inşa ediyoruz. Şili Santiago’daki ofislerimizden ülkedeki operasyonlarımızı destekleyerek Şili toplumunu ve ortaklarımızı ilgili süreçlere dahil ediyoruz.

ESO Basın Bültenlerinin çevirileri ESO Bilim Toplum Ağı’nda (ESON) bulunan ESO üyesi ve diğer ülkelerdeki bilim toplum uzmanları ve bilim iletişimcileri tarafından gerçekleştirilmektedir. ESON Türkiye çeviri ekibinde Orta Doğu Teknik Üniversitesi (Ankara) ve Çağ Üniversitesi – Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi’nden (Mersin) uzman kişiler yer almaktadır.

Bağlantılar

İletişim

Arif Solmaz
Çağ Üniversitesi - Uzay Gözlem ve Araştırma Merkezi
Mersin, Türkiye
Tel: +90 324 651 48 00
E-posta: arifscag@gmail.com

Tomer Shenar
KU Leuven and University of Amsterdam
Leuven and Amsterdam, Belgium and The Netherlands
E-posta: t.shenar@uva.nl

Julia Bodensteiner
European Southern Observatory
Garching bei München, Germany
Tel: +49-89-3200-6409
E-posta: julia.bodensteiner@eso.org

Kareem El-Badry
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian
Cambridge, USA
E-posta: kareem.el-badry@cfa.harvard.edu

Pablo Marchant
KU Leuven
Leuven, Belgium
Tel: +32 16 33 05 47
E-posta: pablo.marchant@kuleuven.be

Hugues Sana
KU Leuven
Leuven, Belgium
Tel: +32 479 50 46 73
E-posta: hugues.sana@kuleuven.be

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
Cep: +49 151 241 664 00
E-posta: press@eso.org

Connect with ESO on social media

Bu bir ESO Basın Bülteni çevirisidir eso2210.

Bülten Hakkında

Bülten No.:eso2210tr
Adı:Large Magellanic Cloud, VFTS 243
Tür:Local Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instruments:FLAMES
Science data:2022NatAs...6.1085S

Görüntüler

Artist’s impression of VFTS 243 in the Tarantula Nebula
Artist’s impression of VFTS 243 in the Tarantula Nebula
sadece İngilizce
The rich region around the Tarantula Nebula in the Large Magellanic Cloud
The rich region around the Tarantula Nebula in the Large Magellanic Cloud
sadece İngilizce
Composite infrared and radio image of 30 Doradus
Composite infrared and radio image of 30 Doradus
sadece İngilizce

Videolar

'Black Hole Police' Spot Extragalactic Black Hole (ESOcast 255 Light)
'Black Hole Police' Spot Extragalactic Black Hole (ESOcast 255 Light)
sadece İngilizce
Artist’s animation of VFTS 243
Artist’s animation of VFTS 243
sadece İngilizce
Zooming in on VFTS 243
Zooming in on VFTS 243
sadece İngilizce