Gökbilimciler yakındaki yıldızları yutan 18 kara delik tespit etti

Gökbilimciler yakındaki yıldızları yutan 18 kara delik tespit etti

Zaman Damgası: 29 Ocak 2024 12:04
Kaynak Düğüm: 3088799
29 Ocak 2024 (Nanowerk Haberleri) Yıldız parçalayan kara delikler, eğer onları nasıl arayacağınızı biliyorsanız, gökyüzünün her yerindedir. Bu, MIT bilim adamlarının yeni bir çalışmasından çıkan bir mesajdır. Astrophysical Journal (“A New Population of Mid-Infrared-Selected Tidal Disruption Events: Implications for Tidal Disruption Event Rates and Host Galaxy Properties”). Çalışmanın yazarları, 18 yeni gelgit bozulması olayının (TDE'ler) keşfedildiğini bildiriyorlar; bu, yakındaki bir yıldızın gelgitle bir kara deliğin içine çekildiği ve parçalara ayrıldığı aşırı durumlardır. Kara delik ziyafet çekerken elektromanyetik spektrumda muazzam bir enerji patlaması yayar. Gökbilimciler, optik ve X-ışını bantlarındaki karakteristik patlamaları arayarak daha önceki gelgit bozulma olaylarını tespit ettiler. Bugüne kadar bu araştırmalar, yakın evrende yaklaşık bir düzine yıldız parçalama olayını ortaya çıkardı. MIT ekibinin yeni TDE'leri, evrendeki bilinen TDE kataloğunun iki katından daha fazladır. gelgit kesintisi olayları MIT bilim insanları 18 yeni gelgit bozulması olayı (TDE) belirlediler; bu olaylar yakındaki bir yıldızın gelgit yoluyla bir kara deliğin içine çekildiği ve parçalara ayrıldığı aşırı durumlardır. Tespitler, yakın evrendeki bilinen TDE sayısının iki katından fazla. (Megan Masterson, Erin Kara ve arkadaşlarının izniyle) Araştırmacılar daha önce "gizlenmiş" olan bu olayları alışılmadık bir bant olan kızılötesine bakarak tespit ettiler. TDE'ler, optik ve X-ışını patlamaları yaymanın yanı sıra, özellikle merkezi bir kara deliğin galaktik enkazla kaplandığı "tozlu" galaksilerde kızılötesi radyasyon üretebilir. Bu galaksilerdeki toz normalde optik ve X-ışını ışığını ve bu bantlardaki herhangi bir TDE izini emer ve gizler. Bu süreçte toz da ısınarak tespit edilebilir kızılötesi radyasyon üretiyor. Ekip, kızılötesi emisyonların bu nedenle gelgit kesintisi olaylarının bir işareti olabileceğini buldu. MIT ekibi kızılötesi banda bakarak bu tür olayların daha önce gizlendiği galaksilerde çok daha fazla TDE tespit etti. 18 yeni olay, gökyüzüne dağılmış farklı türdeki galaksilerde meydana geldi. MIT'nin Kavli Astrofizik ve Uzay Araştırma Enstitüsü'nde yüksek lisans öğrencisi olan başyazar Megan Masterson, "Bu kaynakların çoğu optik bantlarda görünmüyor" diyor. "TDE'leri bir bütün olarak anlamak ve onları süper kütleli kara delik demografisini araştırmak için kullanmak istiyorsanız, kızılötesi banda bakmanız gerekir." Diğer MIT yazarları arasında Kishalay De, Christos Panagiotou, Anna-Christina Eilers, Danielle Frostig ve Robert Simcoe ve MIT fizik profesörü Erin Kara'nın yanı sıra Almanya'daki Max Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü dahil olmak üzere birçok kurumdan işbirlikçileri yer alıyor.

Isı artışı

Ekip yakın zamanda kızılötesi gözlemleri araştırarak şimdiye kadarki en yakın TDE'yi tespit etti. Keşif, gökbilimcilerin aktif olarak beslenen kara delikleri arayabilecekleri yeni, kızılötesi tabanlı bir yol açtı. Bu ilk tespit, grubu daha fazla TDE aramaya teşvik etti. Yeni çalışmaları için araştırmacılar, NASA'nın Geniş Alan Kızılötesi Araştırma Gezgini'nin yenilenmiş versiyonu olan NEOWISE tarafından alınan arşiv gözlemlerini araştırdılar. Bu uydu teleskopu 2009'da fırlatıldı ve kısa bir aradan sonra tüm gökyüzünü kızılötesi "geçici olaylar" veya kısa patlamalar açısından taramaya devam etti. Ekip, ortak yazar Kishalay De tarafından geliştirilen bir algoritmayı kullanarak misyonun arşivlenmiş gözlemlerini inceledi. Bu algoritma, kızılötesi radyasyonun geçici bir patlamasının muhtemel işaretleri olan kızılötesi emisyonlardaki kalıpları seçiyor. Ekip daha sonra işaretlenen geçici olayları 200 megaparsek veya 600 milyon ışıkyılı içerisindeki bilinen tüm yakın galaksilerin bir kataloğuyla çapraz referans olarak belirledi. Kızılötesi geçişlerin yaklaşık 1,000 galaksiye kadar izlenebildiğini buldular. Daha sonra sinyalin TDE dışındaki bir aktif galaktik çekirdek veya bir süpernova gibi bir kaynaktan gelip gelmediğini belirlemek için her galaksinin kızılötesi patlamasının sinyalini yakınlaştırdılar. Bu olasılıkları eledikten sonra ekip, geri kalan sinyalleri analiz ederek TDE'nin karakteristiği olan kızılötesi bir desen aradı; yani, bir kara deliğin bir nesneyi parçalama sürecini yansıtan keskin bir yükseliş ve bunu takip eden kademeli bir düşüş. Yıldız, yavaş yavaş soğumadan önce etrafındaki tozu aniden yaklaşık 1,000 kelvin'e kadar ısıtır. Bu analiz, gelgit kesintisi olaylarının 18 "temiz" sinyalini ortaya çıkardı. Araştırmacılar, her bir TDE'nin bulunduğu galaksiler üzerinde bir araştırma yaptı ve bunların tüm gökyüzü boyunca tozlu galaksiler de dahil olmak üzere bir dizi sistemde meydana geldiğini gördü. Masteron, "Gökyüzüne baktığınızda bir grup galaksi görürseniz, TDE'ler bunların hepsinde temsili olarak meydana gelecektir" diyor. "İnsanların yalnızca optik ve X-ışını araştırmalarına dayanarak düşündüğü gibi, bunlar yalnızca tek bir galaksi türünde meydana gelmiyor." Çalışmada yer almayan Harvard Üniversitesi astronomi profesörü Edo Berger, "Artık tozların arasından bakmak ve yakındaki TDE'lerin sayımını tamamlamak mümkün" diyor. "Bu çalışmanın özellikle heyecan verici bir yönü, geniş kızılötesi araştırmalarla yapılan takip çalışmalarının potansiyelidir ve bunların ne gibi keşifler sağlayacağını görmek beni heyecanlandırıyor."

Tozlu bir çözüm

Ekibin keşifleri, gelgit kesintisi olaylarıyla ilgili çalışmalarda bazı önemli soruların çözülmesine yardımcı oluyor. Örneğin, bu çalışmadan önce gökbilimciler çoğunlukla TDE'leri tek bir tür galakside görmüştü; daha önce yıldız oluşturan bir fabrika olan ancak o zamandan beri yerleşmiş olan "yıldız patlaması sonrası" bir sistem. Bu galaksi türü nadirdir ve gökbilimciler, TDE'lerin neden yalnızca bu daha nadir sistemlerde ortaya çıktığı konusunda şaşkına dönmüşlerdir. Bu sistemler aynı zamanda nispeten tozdan yoksundur ve bu da TDE'nin optik veya X-ışını emisyonlarının doğal olarak tespit edilmesini daha kolay hale getirir. Artık gökbilimciler kızılötesi banda bakarak çok daha fazla galaksideki TDE'leri görebiliyor. Ekibin yeni sonuçları, kara deliklerin yalnızca yıldız patlaması sonrası sistemlerde değil, çeşitli galaksilerdeki yıldızları da yutabildiğini gösteriyor. Bulgular aynı zamanda “eksik enerji” sorununu da çözüyor. Fizikçiler teorik olarak TDE'lerin gerçekte gözlemlenenden daha fazla enerji yayması gerektiğini öngördüler. Ancak MIT ekibi artık tozun bu tutarsızlığı açıklayabileceğini söylüyor. Tozlu bir galakside bir TDE meydana gelirse, tozun kendisinin yalnızca optik ve X-ışını emisyonlarını değil aynı zamanda aşırı ultraviyole radyasyonu da varsayılan "eksik enerjiye" eşdeğer bir miktarda emebileceğini buldular. 18 yeni tespit aynı zamanda gökbilimcilerin belirli bir galakside TDE'lerin meydana gelme oranını tahmin etmelerine de yardımcı oluyor. Yeni TDE'leri önceki tespitlerle birleştirdiklerinde, bir galaksinin her 50,000 yılda bir gelgit kesintisi olayı yaşadığını tahmin ediyorlar. Bu oran fizikçilerin teorik tahminlerine yaklaşıyor. Ekip, daha fazla kızılötesi gözlemle TDE'lerin oranını ve onlara güç veren kara deliklerin özelliklerini çözmeyi umuyor. Kara, "İnsanlar bu bulmacalara çok egzotik çözümler buluyordu ve şimdi bunların hepsini çözebileceğimiz bir noktaya geldik" diyor. "Bu bize, gördüklerimizi açıklamak için tüm bu egzotik fiziğe ihtiyacımız olmadığı konusunda güven veriyor. Ve bir yıldızın nasıl parçalanıp bir kara delik tarafından yutulmasının ardındaki mekanizmayı daha iyi anlıyoruz. Bu sistemleri daha iyi anlıyoruz.”

Zaman Damgası:

Den fazla nanowerk