Gökbilimciler, Güneş’in 400.000 katı kütleye sahip bir kara deliğin yörüngesinde yutulmaktan kıl payı kurtulan talihsiz bir ölü yıldız keşfetti.
Kara delikler çevrelerindeki devasa miktardaki materyali yuttukları anlarda son derece aktif ve dikkat çekici bir hale geliyorlar. Saçtıklarını olağanüstü miktardaki X-ışını ve yuttukları materyallerin ortaya çıkardığı ısı, çok uzak mesafelerden yer ve uzay teleskopları tarafından tespit edilebiliyor.
Yukarıda bahsedilen durum normal bir kara delik davranışını temsil ediyor. Normal olmayan ise 2019’da bir araştırmada bahsedilen ve X-ışınlarının bir saat mekanizması gibi ileri doğru sıçrama hareketi. 250 milyon ışık yılı mesafedeki bir kara delikte tespit edilen kafa karıştırıcı davranış, her 9 saatte bir X-ışınlarının derin uzaya saçılmasını temsil ediyordu.
İngiltere’nin Leicester Üniversitesi’nden astronom Andrew King, titiz bir çalışmanın ardından bu davranışının sebebine yönelik bir hipotez öne sürdü: Kara deliğin yörüngesinde dokuz saat boyunca tutsak kalan yıldız, yutulmamak için tüm çabayı gösterse de, her yörünge hareketinde kütlesinin parça parça sökülmesine mani olamadı. Araştırması hakkında Nisan 2020’de açıklama yapan King, “beyaz cücenin eliptik bir yörüngede kilitlendiğini, kara deliğe en yakınlaştığı mesafenin ise olay uykunun yarı çapının yaklaşık 15 katını temsil ettiğini” belirtti. Beyaz cücenin yakınlaşması esnasında yüzeyinden sökülen materyaller, kara deliğin toplanma diskine dökülürken, ortaya çıkan X-ışınları iki uzay teleskobu tarafından tespit edildi.
Beyaz cücenin yüzeyini sıyırıp duran kara delik, GSN 069 adlı bir galaksinin çekirdeğinde yer alıyor. Kütlesi Güneş’in sadece 400.000 katı olan kara delik, buna rağmen oldukça aktif bir toplanma diskine sahip. King’e göre, kara delik ile yıldız arasındaki etkileşim beklenmedik bir şekilde ortaya çıktı. Kara delik her zaman yaptığı gibi sağı solu süpürmekle meşgulken, karşısına Güneş benzeri bir yıldızın ömrünün son safhalarını temsil eden bir kırmızı dev çıkıverdi. Kara delik, merhametini gösterek kırmızı devin dış katmanlarını yuttu ve geriye nükleer yakıtını tüketen ölü bir yıldızın çekirdeğini oluşturan beyaz cüce kaldı. Evrim sürecini beklenmedik bir hızla tamamlamasına rağmen, beyaz cüce kara deliğin yörüngesinden çıkamadı.
Ortaya çıkan X-ray ışınlarının boyutuna, kara deliğin kütle transferinde beliren parlamalara ve yıldızın yörüngesine bakıldığında, King yıldızın kütlesini hesaplamayı da başardı. Beyaz cücenin, Güneş’in 0.21 katı kütleye sahip olduğu anlaşıldı.
Her ne kadar hafif görünse de, hesaplanan kütle beyaz cüceler için standart aralığa giriyor. Beyaz cücelerin evrimine dair bugüne dek elde edilen bilgilere bakıldığında, kara deliğin yörüngesinde hapsolan yıldızın uzun zaman önce tüm hidrojenini kaybettiğini ve helyum içeriğinin zengin olduğunu söyleyemek mümkün.
2.000 Yıl Boyunca Gözlemlemek Mümkün
King, 250 milyon ışık yılı ötedeki bir yıldızın yörüngesi, kütlesi ve bileşiminin tespit edilebilmesinin dikkata şayan olduğunu ifade etti.
Hesaplamalar, yıldızın yavaşlayan bir fırıldak gibi sarsıntılar yaşadığını da gösterdi. Hesaplamalar, titreşimlerin her iki günde bir yaşandığını öne sürerken, King yıldız sisteminin belli bir süre gözlemlenmesi sayesinde kesin bir bilgi edinebileceklerini söyledi.
Gözlemlenen mekanizma, kara deliklerin zaman içinde giderek büyümesini sağlayan bir etken olabilir. Ancak bu hipotezi doğrulamak için çok daha fazla yıldız sistemi üzerinde gözlem yapılması gerekiyor.
GSN 069 sisteminin çekirdeğindeki kara delik düşük kütleli olduğundan dolayı, yörüngesinde hapsolan talihsiz bir yıldız yavaş yavaş süpürüldüğü bir sürece maruz kalıyor. Daha büyük bir kara delikten kurtulabilmek için bir yıldızın daha geniş bir yörüngede bulunması şart. En azından, geniş bir yörünge kara deliğin yıldızdan materyal koparma sıklığını da azaltan bir etken olacaktır. Eğer yıldız kara deliğe çok yakın ise yutulması da kaçınılmaz hale gelir.
Beyaz cüce ile düşük kütleli kara deliğin arasında yaşanan etkileşimin kozmosun farklı bölgelerinde de var olduğu düşünülüyor. King, astronomik terimler altında GSN 069’daki etkileşimi gözlemlemenin sadece 2.000 yıl boyunca geçerli olacağını belirtti. King, “Eğer bu olayı fark etme şansı yakaladıysak, evrende başka benzer olaylar da yaşanıyor olmalı” düşüncesini belirtti.
Beyaz cüceye ne olacağına gelince… Muhtemelen kara deliğin yörüngesinde milyarlarca yıl boyunca hapsolmaya devam edecek. Sürekli materyalinin süpürülmesi sonucunda kütlesi azalırken boyutu artacak. Beyaz cücelerin Dünya’dan biraz daha büyük olduğu düşünüldüğünde, yıldız gezegen kütlesine indirgendiğinde bir gaz devine dönüşebilir.
King, “Kaçabilmek için elinden geleni yapacak ama kaçış söz konusu değil… Kara delik zamanla daha fazlasını yemeye devam edecek” diyor.
Kaynak: Sciencealert
Araştırma Monthly Notices of the Royal Astronomical Society dergisinde yayımlandı.