MeerKAT Radyo Teleskobunu kullanan Manchester Üniversitesi ve Almanya’daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü de dâhil olmak üzere bir dizi kurumdan gökbilimciler, küresel küme olarak bilinen yoğun bir yıldız grubunda yaklaşık 40.000 ışık yılı uzaklıkta bulunan ve hızla dönen bir milisaniye pulsarının yörüngesinde bir nesne keşfettiler.
Araştırmacılar, milisaniyelik pulsardan gelen saat benzeri tik takları kullanarak, bu devasa nesnenin kara delik kütle boşluğu olarak adlandırılan bölgede yer aldığını gösterdi.
Bu, çok merak edilen bir radyo pulsar-kara delik ikilisinin ilk keşfi olabilir; bu tür bir yıldız çifti, Einstein’ın genel göreliliğini test etmek ve kara delikleri incelemek için yeni olanaklar sunabilir.
Sonuçlar, Science dergisinde yayımlandı.
Manchester Üniversitesi’nde Astrofizik Profesörü olan Birleşik Krallık proje lideri Ben Stappers şunları söyledi:
“Bu nesnenin doğası için her iki olasılık da heyecan verici. Bir pulsar-kara delik sistemi, yerçekimi teorilerini test etmek için önemli bir hedef olacak ve ağır bir nötron yıldızı, çok yüksek yoğunluklarda nükleer fizikle ilgili yeni perspektifler sunacaktır. Son derece hassas MeerKAT teleskobunun bu nesneleri ortaya çıkarabilmesi ve inceleyebilmesi ileriye doğru atılmış büyük bir adımdır ve bize Kilometre Kare Dizisi ile nelerin mümkün olabileceğine dair bir fikir vermektedir.”
Ekip, Güney Afrika'daki Karoo yarı çölünde bulunan hassas MeerKAT radyo teleskobunu kullandı. İki yıldız birbirinden 8 milyon km. uzaklıkta ve her 7 günde bir birbirlerinin etrafında dönüyorlar. Kaynak: Danielle Futselaar (artsource.nl)
Bir nötron yıldızı ölü bir yıldızın ultra yoğun kalıntıları olarak, genellikle başka bir yıldızı içine alarak ya da onunla çarpışarak çok fazla kütle kazandığında çöker. Çöktükten sonra neye dönüşecekleri pek çok tartışmaya neden olmakla birlikte, kara deliklere dönüşebileceklerine inanılmaktadır ki bunlar ışığın bile kaçamayacağı kadar çekim gücüne sahip cisimlerdir.
Gökbilimciler bir nötron yıldızının çökmesi için gereken toplam kütlenin güneş kütlesinin 2,2 katı olduğuna inanmaktadır. Gözlemlerle desteklenen teori, bu yıldızlar tarafından yaratılan en hafif kara deliklerin çok daha büyük olduğunu, Güneş’ten yaklaşık beş kat daha büyük olduğunu ve “kara delik kütle boşluğu” olarak bilinen şeyin ortaya çıktığını söylüyor.
Bu kütle boşluğundaki yoğun nesneler hakkında çalışma yapmak zor olduğundan onların doğası hakkında bilgimiz çok sınırlıdır. Bu keşif, bu nesnelerin anlaşılmasına yardımcı olabilir.
Küresel küme NGC 1851, Galaksinin geri kalanındaki yıldızlardan çok daha sıkı bir şekilde paketlenmiş eski yıldızların yoğun bir koleksiyonudur. Burası o kadar kalabalıktır ki yıldızlar birbirleriyle etkileşime girerek yörüngelerini bozabilir ve hatta bazı ileri durumlarda çarpışabilirler.
Uluslararası Transientler ve MeerKAT ile Pulsarlar (TRAPUM) işbirliğinin parçası olarak çalışan gökbilimciler, iki nötron yıldızı arasındaki bu tür bir çarpışmanın şu anda radyo pulsarının yörüngesinde dönen devasa nesneyi yarattığına inanıyorlar.
Ekip, yıldızların birinden gelen zayıf sinyalleri tespit etti ve bunu bir radyo pulsarı olarak tanımladı ki bu, hızla dönen ve kozmik bir deniz feneri gibi Evren’e radyo ışığı ışınları saçan bir nötron yıldızı türüdür.
Pulsar saniyede 170’den fazla dönüyor ve her dönüşü bir saatin tik takları gibi ritmik bir sinyal üretiyor. Bu sinyallarin tik takları inanılmaz derecede düzenli. Pulsar zamanlaması adı verilen bir teknikle tik takların zamanlarının nasıl değiştiğini gözlemleyerek yörünge hareketinin son derece hassas ölçümlerini yaptılar.
Çalışmayı meslektaşı Arunima Dutta ile birlikte yürüten Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nden Ewan Barr şu açıklamayı yaptı:
“Bunu, neredeyse 40.000 ışık yılı uzaklıktaki bir yıldızın yörüngesine, neredeyse mükemmel bir kronometre bırakabilmek ve ardından bu yörüngeleri mikrosaniye hassasiyetinde zamanlayabilmek gibi düşünün.”
Düzenli zamanlama aynı zamanda sistemin konumunun çok hassas bir şekilde ölçülmesini sağlayarak pulsarla yörüngedeki nesnenin normal bir yıldız değil, çökmüş bir yıldızın son derece yoğun bir kalıntısı olduğunu gösterdi. Gözlemler ayrıca bu cismin kütlesinin bilinen herhangi bir nötron yıldızınınkinden daha büyük, ancak bilinen herhangi bir kara deliğinkinden daha küçük olduğunu ve kara delik kütle boşluğuna tam olarak yerleştiğini gösterdi.
Ekip, bilinen en büyük nötron yıldızını mı bilinen en hafif kara deliği mi yoksa yeni bir egzotik yıldız varyantını mı keşfettiklerini kesin olarak söyleyemese de, kesin olan şey, Evren’deki en zorlu koşullar altında maddenin özelliklerini araştırmak için eşsiz bir laboratuvar ortaya çıkardıklarıdır.
Arunima Dutta şu sonuca varıyor:
“Bu sistemle işimiz henüz bitmedi. Cismin gerçek doğasını ortaya çıkarmak, nötron yıldızları, kara delikler ve kara delik kütle boşluğunda gizlenen diğer her şeyi anlamamızda bir dönüm noktası olacaktır.”
NOT: Haber doğrudan bu web sitesinden tercüme edilmiştir:
https://www.manchester.ac.uk/discover/news/lightest-black-hole-or-heaviest-neutron-star-manchester-astronomers-uncover-a-mysterious-object-in-milky-way/
Haber aşağıda yer alan çalışmaya dayanmaktadır:
- Ewan D. Barr, Arunima Dutta, Paulo C. C. Freire, Mario Cadelano, Tasha Gautam, Michael Kramer, Cristina Pallanca, Scott M. Ransom, Alessandro Ridolfi, Benjamin W. Stappers, Thomas M. Tauris, Vivek Venkatraman Krishnan, Norbert Wex, Matthew Bailes, Jan Behrend, Sarah Buchner, Marta Burgay, Weiwei Chen, David J. Champion, C.-H. Rosie Chen, Alessandro Corongiu, Marisa Geyer, Y. P. Men, Prajwal Voraganti Padmanabh, Andrea Possenti. A pulsar in a binary with a compact object in the mass gap between neutron stars and black holes. Science, 2024; 383 (6680): 275 DOI: 10.1126/science.adg3005